メガトレンド · Critical Materials

チップの原価の1%にも満たないのに、切れた瞬間に工場が丸ごと止まるモノ

世界はTSMCやNVIDIA、数十億ドルのEUV装置の話をします。でもチップは、ほとんど誰も見ない「おやつ」のようなモノたちがなければ、一つも生まれません——フォトレジスト(感光液)、研磨スラリー、特殊ガス、そして純度ナインナインの金属板。これらが数百の工程で、ウエハーに一滴ずつ「投入」されていくんです。全部合わせても市場はわずか約670億ドル——生み出すチップの価値のほんの一部です——なのに、あるものは作り手が世界に2〜3社しかなく、そのほとんどが日本にあります。ここがチップ時代の、いちばん本物のチョークポイントです。

分野 Critical Materials レベル segment(チップ工場の消耗材) 状態 急成長 · 高い集中度 読む時間 約13分
丸いシリコンウエハーが中央にあり、あらゆる方向から薄い液滴とガスの流れが何本も注ぎ込まれ、チップ製造に投入される目に見えない化学品と材料を表している様子。
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チップの目に見えない材料。 1枚のウエハーに、何十種類もの液体・ガス・粉末が、数百の工程で一滴ずつ投入されます——これらこそ、チップを実際に成り立たせる「消耗材」です。

01これは何?(目に見えない消耗材)

「チップを作る」というと、たいていASMLのEUV装置やTSMCの工場のような、数十億ドルの巨大機械を思い浮かべます。でも工場(fab)の中で、1枚のシリコンウエハーはただ「光を当てられる」だけではありません——何十種類もの超高純度の化学品と材料で、塗り、成膜し、削り、磨き、洗う。これを何百回も繰り返して、ようやく1個のチップになります。

これこそがこの記事の主役です——電子・半導体材料(electronic & semiconductor materials)。チップ、ディスプレイ、プリント基板(PCB)を作る過程で使い切られる消耗材のことです。機械でもチップでもなく、工場が毎日補充しなければならない「食べ物」。主な家族は5つあります。

知っておきたい5つの材料家族
Photoresist · Wet chemicals / Slurry · Specialty gases · Sputtering targets · Precursors

フォトレジスト(photoresist) = ウエハーに薄く塗り、光から回路のパターンを「受け取る」感光液 · ウェット化学品/研磨スラリー(wet chemicals / CMP slurry) = 酸、溶剤、微細な研磨粉で、削ったり「ウエハー表面を原子レベルで平らにならしたり」する · 特殊/電子ガス(specialty / electronic gases) = シリコンを削る・成膜する・ドープするのに使う超高純度ガス · スパッタリングターゲット(sputtering target) = 純金属の板(銅、タンタル、タングステン)を「撃って」原子を飛ばし、ウエハー上に薄膜として成膜する · プリカーサー(precursor) = 気化して、ナノ単位の薄膜を1層ずつ形づくる出発分子

大事なのは、その「近い親戚」ときちんと区別すること。私たちのメガトレンドの地図では、このnodeはCritical Materials & Supply Chainの下のSpecialty Chemicals & Industrial Gasesの下位分岐です——「使い切られる消耗材」であって、出発点のウエハーや基板(substrate)は別のnode、Semiconductor Materialsにあります。ひとことで言えば、あちらのnodeが「白紙」で、このnodeがそこに回路を描く「インクと薬品」なんです。

02なぜ「安いモノ」が業界全体のチョークポイントになるのか

まず規模から。世界の半導体材料市場はおよそ2024年で675億ドル2025年には過去最高の732億ドルに達しました(SEMI調べ)。多く聞こえますが、実は生み出すチップの価値のほんの一部です——世界のチップ市場は6,000億ドル超で、そのチップが数兆ドル規模のデジタル経済を動かしています。

この材料の塊は、大きく2つのバケツに分かれます。1つ目はウエハー製造工程の材料(wafer fab materials)でおよそ429億ドル——ウエハー上に回路を作るときに使うフォトレジスト、化学品、ガスです。もう1つはパッケージング材料(packaging materials)でおよそ246億ドル、チップを1個ずつ封止するときに使います。

チップ工場の材料は2つの山に分かれる
2024年の世界の半導体材料市場(十億ドル)——合計 ~$67.5B
出典: SEMI — Materials Market Data Subscription(2024年)

さて核心です。なぜ「安いモノ」がこれほど巨大な力を持つのか? 答えはコストにあります。この数字を見てください。最先端技術(たとえば3ナノメートル)で作った300mmウエハー1枚は、約$25,000にもなります。でもそのウエハーに使う化学品と材料をぜんぶ足しても、たった$2,000ほど——価値の10分の1にも届きません。

安いのに、飛ばせないモノ
最先端nodeでの300mmウエハー1枚あたりの価値(ドル)——材料は全体のほんの一部
出典: 業界推計(3nmで化学品コスト ~$2,000/ウエハー;完成ウエハーは最大 ~$25,000)

でも安いことは、重要でないことを意味しません——むしろ逆です。あるものは作り手が世界に2〜3社しかおらず、1つの薬液の配合を変えるには、製造ラインでの試験と認定(qualify)に1年かかります。主力のフォトレジストが品切れになれば、2億ドルのEUV装置もただ突っ立っているだけ——「露光する」相手がないからです。これがチョークポイント(chokepoint)の意味——安いのに、切れたらライン全体が止まるモノです。

< 1% 消耗材はチップの価値のごくわずかな割合ですが、工場が動くかどうかを握っています——あるものは主要な作り手が世界に2〜3社しかなく、供給元を一晩で切り替えられないからです。

03どう動く?(ウエハーに材料を一滴ずつ投入する)

このnodeを理解するいちばん簡単な方法は、チップ作りを「化学の組み立てライン」と見ることです。空のウエハーが入り、同じステーションを何百回もぐるぐる回り、各周で違う材料家族が別々のタイミングで「投入」されます。どの材料がどこで入ってくるか、たどってみましょう。

電子材料は、チップ製造の各工程でウエハーに投入される 空のウエハーが5つのステーション——成膜、フォトレジスト塗布、パターンのエッチング、平坦化、洗浄——を回り、各ステーションで違う材料家族が上から滴下されて、何百回も繰り返されます。 空のウエハー スパッタリングターゲット +プリカーサー 1 成膜 フォトレジスト (感光液) 2 塗布+露光 特殊ガス +HF酸 3 パターンをエッチング 研磨スラリー (CMP slurry) 4 平坦化 高純度の薬品 (wet clean) 5 洗浄 チップ1層あたり、何百回も繰り返す チップ
化学の組み立てライン。 ウエハーは同じステーションを何百回も回り、各周で違う材料家族が投入されます——どれか1つ欠けても、ライン全体が動きません。

このビジネスの本当の難しさは「薬液を作れること」ではなく、どこまで「きれいに」できるかです。チップの世界では、「10億分の数原子」レベルの不純物でも、ウエハー1枚を丸ごとダメにします。出発点のシリコンは純度99.9999999%(業界で言う「9N」、ナインナイン)が必要で、ガスも薬液も同じレベルの純度が要ります。これがこのnodeの堀(moat)——いちばんきれいで、いちばん安定して作れる者が勝つんです。

広く明るい真っ白なクリーンルームに、取り除くべき小さな色の点が一つだけあり、わずかな不純物も許されないナインナインの純度を表している様子。
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きれいさの戦争。 9Nでは、10億分の数原子の不純物でもチップをダメにします——純度こそ、顧客が実際にお金を払って買っているものです。

04何とつながっている?

このnodeは、デジタル世界まるごとの「川上」に座っています。入り口側はIndustrial Gases(同じ親nodeの兄弟で、基礎的な高純度ガスを供給)とSemiconductor Materials(このnodeが「回路を描く」ウエハーと基板材料)——同じ工場で肩を並べて働く、2つの近い親戚です。

でももっと大事なのは、川下で「口を開けて待っている」先です。これらの材料はSemiconductors——あらゆるチップの心臓——に直接入り、そのチップがこの時代のほぼすべてのメガトレンドを養っていきます。Artificial IntelligenceCloud & Digital Infrastructure(新世代のAIチップは複雑なほど工程と薬液を食う)、Electrification & Mobility(EVのパワーチップ)、そしてDefense & Geopolitical Fragmentation(軍事・宇宙のチップ)です。

面白いのは、このnodeがAI革命の「つるはしとスコップ売り」だということ——NVIDIAでもAMDでも、誰がチップ戦争に勝とうと、どの工場も同じメーカー群からフォトレジスト、スラリー、特殊ガスを買います。そしてチップが複雑になるほど(工程が増え、純度が上がるほど)、ウエハー1枚あたりに使うこれらの材料は増えていきます。

05いま、どこまで来たのか

この分野でまず押さえるべきことが1つあります。一部の国、とりわけ日本への集中度です。いちばんはっきりした例がフォトレジスト——日本企業が世界の半導体フォトレジスト市場のおよそ75%を握り、EUV(最先端技術)向けのレジストに絞ると、日本の3社——Tokyo Ohka Kogyo、JSR、Shin-Etsu——が合わせて90%超のシェアを持ちます。

世界の感光液を握るのは誰か
世界の半導体フォトレジスト市場シェア(2024年)
出典: 業界データの集計(日本が半導体フォトレジストの ~75%;EUVのみでは日本3社が >90%)

なぜこれが大事なのか? 世界はもう、このチョークポイントが「武器」として使われるのを見てしまったからです。2019年7月、日本は韓国向けの3つのチップ化学品の輸出規制を発表しました——先端フォトレジスト、フッ化水素(HF)、フッ素化ポリイミド——出荷ごとに許可申請を義務づけたんです。韓国は即座に揺れました。SamsungとSK Hynixの2社で世界のDRAMの72%、NANDフラッシュの半分を作っているからです。日本から韓国へのHF輸出は、この期間に87.9%も落ち込みました。

複数のチップ工場を養う巨大なパイプを制御する小さなバルブや蛇口が一つあり、一国が閉められる材料チョークポイントの力を表している様子。
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閉められる一つの蛇口。 2019年、日本は世界に見せつけました——安いチップ化学品がわずか数種類あれば、一国の産業を揺るがす交渉カードになり得ると。

韓国は「日本以外」の調達先を急いで探し、自国内に供給を築いて反撃しました——SK Hynixは2019〜2021年に、国産材料の認定におよそ₩3,200億(2億6,800万ドル)を投じ、2022年までに韓国が自前で作るフッ素化ポリイミドの割合は3.1%から18%に伸びました。この出来事は、世界じゅうがチップ材料のサプライチェーンを本気で「分散」させ始める、目覚まし時計になりました。

同じくらい熱いもう一つの分野がCMPスラリー(slurry)——2024年で約17.8億ドルの市場で、日本のResonac、DuPont、Merck(Versum)、Cabotといったプレイヤーが激しく競います。チップの回路層が積み重なるほど(100層超のものも)、平らに磨く回数が増えるので、スラリーは最も成長の速いグループの一つです。この分野の本当のプレイヤーは3つの陣営に分かれます。日本の材料ジャイアント(フォトレジストとスラリーを握る)、西側の化学/材料勢(純度と供給システムを売る)、そしてアジアの挑戦者(特殊材料で追い上げ中)です。

この分野の主役たち
この舞台は三つの陣営に分かれます。フォトレジストとスラリーを握る日本の材料ジャイアント · 純度と供給システムを売る西側の化学/材料勢 · そして特殊材料で追い上げるアジアの挑戦者——生の市場価値ではなく、チェーンでの役割で並べています。
日本 · チップ材料をフルラインで
世界でもっとも影響力のある電子材料企業の一つ——トップクラスのフォトレジストメーカーであり、フォトマスク基板(photomask blank)の供給者であり、そしてシリコンウエハーで世界No.1(ウエハーそのものはSemiconductor Materialsのグループ)。チップ材料を「もっとも一貫し、もっとも純粋に」握る日本モデルを体現します。
core · フォトレジスト/チップ材料
日本 · 特殊フォトレジスト
世界のフォトレジストの草分けでありリーダー。会社のほぼ全体をチップ用の感光材料に集中させています。EUVレジストで合わせて90%超を握る日本3社の一つで、EUVの化学をIntel、Samsung、TSMCと直接、共同開発しています——「欠かせない小さな専門家」の例です。
core · EUVフォトレジスト
日本 · スラリー+パッケージング
世界のCMPスラリーのリーダーの一つで、chiplets時代の新しい成長分野である先端パッケージング(advanced packaging)材料の大手でもあります。Showa DenkoとHitachi Chemicalの統合で生まれ、もっとも広い電子材料ポートフォリオの一つを持ちます。
core · CMPスラリー
ドイツ · 電子材料
ドイツの化学/医薬ジャイアントで、Versum MaterialsとIntermolecularの買収を通じて世界のチップ材料プレイヤーへ躍り出ました。成膜(deposition)材料、スラリー、特殊ガス/薬品までカバー——世界の工場に「純度と供給システム」を売る西側勢の一つの顔です。
secondary · deposition/CMP材料
EntegrisENTG · US
アメリカ · 純度と供給
チップ工場の「きれいさ」の専門家——CMPスラリー、ろ過・精製材料、コーティング、そしてライン全体でナインナインの純度を保つ容器/配管システムを作ります。チップが微細になるほどきれいさが重要になるので、Entegrisはより先進的なnodeが増えるたびに直接恩恵を受けます。
core · 純度/ろ過
日本 · スパッタリングターゲット
スパッタリングターゲット(ウエハーに薄膜を成膜する純金属の板)と高純度の電子薬品で世界のリーダー。大きな化学品事業も併せ持ちます。チップ製造ラインで「特定の一点の材料を売る」、普通の人がほとんど知らないプレイヤーの例です。
secondary · スパッタリングターゲット
Shandong Sinocera300285 · CN
中国 · 粉末と電子材料
機能性セラミック材料と高純度の微細粉末を作る中国メーカー。CMP材料、コンデンサ用(MLCC)の粉末、その他の電子材料を供給します。国の輸入材料への依存を減らす戦略に沿って、特殊材料で追い上げる中国の挑戦者の一つの顔です。
core · 電子材料/粉末

06これからの展開

3つの力がこのビジネスの向きを決めます。1つ——High-NA EUVの時代は新しい薬品一式を要る。どんどん微細になるチップには、より速く、より鮮明な新しいフォトレジストの配合が必要です。EUV専用のフォトレジスト市場だけでも、2024年の約2.26億ドルから2030年には約8.79億ドルへと跳ね上がっています(年25%超)——材料市場全体の何倍も速く、しかも日本3社が大きく先行している分野です。

EUVフォトレジスト——最も成長の速い部分
EUV向けフォトレジスト市場規模(百万ドル)——2030年は推計(CAGR ~25%)
出典: EUV Photoresists市場データの集計(2024年 $226.4M → 2030年 $878.9M)

2つ——どの国も自前の材料供給がほしい。2019年の教訓が、米・欧・韓・中を、自国内にチップ材料工場を建てることへ駆り立てました。二度と「蛇口を閉められない」ためです。この生産の分散は新しいプレイヤーに扉を開きますが、同時に競争と重複投資の増加も意味します。

3つ——先端パッケージング材料が新しい戦場になりつつある。トランジスタの微細化が物理の限界に近づき、業界は代わりに「複数のチップをつなぎ合わせる」(advanced packaging / chiplets)へ向かっています。これには新しいパッケージング材料が大量に要ります——だからパッケージング材料の山(246億ドル)が、ResonacやKingboardといったジャイアントが重く賭ける成長エンジンになりつつあるんです。

07課題とリスク

集中は諸刃の剣。 一部の重要品の作り手が2〜3社しかないことは、リーダーに価格決定力と厚いマージンを与えます。でも同時に、業界全体をもろくもします。たった一度の自然災害、一つの工場の火災、一つの地政学的衝突が、世界の供給を一晩で断ち得ます。そして直近の2025年には、日本が中国向けのフォトレジスト輸出を制限するかもしれないという噂が出て、中国のチップ産業をすぐに不安にさせました。

あなたを守る同じ堀が、あなたを締め出すこともある。 顧客が新しい材料の認定(qualify)に1年かかることは、既存勢に大きな優位を与えます。でも同時に、それは新しい挑戦者(とくに中国と韓国)が、たとえ品質がほぼ同等でも、市場に入り込むのが遅く難しいことも意味します。だから競争はゆっくり動き、価格よりも「信頼」で決まるんです。

チップのサイクルに従うのは避けられない。 工場の「毎日の食べ物」であっても、材料の使用量はチップ産業の浮き沈みに直結します。チップ需要が弱まれば(たとえばメモリの供給過剰のとき)、工場は生産を減らし、材料の売上もそれに連れて縮みます。だからこのnodeはAIの波の恩恵をまるごと受けますが、サイクルが反転すれば衝撃もまるごと受けます。

投資家向けのまとめ。Electronic & Semiconductor Materialsは、チップ工場の「目に見えない消耗材」です——カギは3つ。(1) 安い(チップの価値の<1%)のに本物のチョークポイント——主要な作り手が2〜3社しかなく、供給元を一晩で切り替えられないから · (2) 日本がゲームを握る、とくにフォトレジスト(世界の~75%、EUVは>90%)——だから利益の源泉でも戦略拠点でもある · (3) AIの波+High-NA EUV+先端パッケージングが需要を押し上げるが、集中とチップサイクルが注視すべきリスク——これは、AI戦争で誰が勝っても得をする「つるはしとスコップ売り」です。
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