今、この記事を読んでいるスマートフォンやパソコン。
その小さな頭脳の中では、私たちの想像もつかないほど天文学的な数の計算が瞬時に行われています。
AIの進化、ビッグデータの活用、あらゆるモノがネットに繋がるIoT社会において、私たちの世界はこれまで以上に高性能な半導体を求めています。
しかし、従来の「回路を小さくする」という方法だけでは限界があり、その進化のスピードに追いつくのが次第に難しくなってきました。
そんな中、この技術的な壁を打ち破る可能性を秘めた、まさに「データセンターを手のひらに載せる」ような画期的な研究成果が、東京科学大学から発表され、大きな注目を集めています。
東京科学大学が発表した、半導体の未来を大きく変える「3次元積層技術」の概要をご紹介します。
https://www.isct.ac.jp/ja/news/4cmhekklt7i9
※出典：データセンタを手のひらに！ 半導体の新技術3つを開発（2025.08.08）東京科学大学
このニュースは、テクノロジーの未来を大きく前進させるものです。
そして、こうした革新的な半導体が研究室から私たちの手元に届くまでには、数多くの目には見えない製造プロセスが存在します。
本記事では、この画期的な新技術を分かりやすく紐解くとともに、私たち化学メーカーの視点から、その未来にどう貢献できる可能性があるのかを考察します。
目次
もう限界？半導体を進化させる新しいカギ「3次元積層」
これまで半導体の性能は、回路をいかに小さく作るかという「微細化」によって向上してきました。
しかし、その微細化も原子レベルに近づき、物理的な限界が見えてきています。
そこで新たなブレイクスルーとして期待されているのが、半導体チップを縦に積み重ねる「3次元積層技術」です。
平屋建ての家をタワーマンションにする、もしくはミルクレープのようにチップを立体的に積むことで、限られたスペースに桁違いの性能を詰め込もうというアプローチです。
東京科学大学の大場特任教授らの研究チームが開発を進める「BBCube™」は、この3次元積層技術を実用化するための革新的な方法です。
未来を切り拓く！東京科学大学が開発した3つの新技術
今回、研究チームは「BBCube™」を実用化するための鍵となる以下の3つの新技術を開発しました。
技術 1 高速・高精度なチップ実装技術
チップを高密度に、かつ素早く正確に配置する技術です。これにより、半導体全体の小型化・高性能化はもちろん、コスト削減にも繋がります。
技術 2 高性能・低温接着剤の開発
熱に強く、様々なチップを強力に接着できる新しい接着剤です。低温でも高性能を発揮する接着剤は熱に弱い素材との組み合わせを実現し、より柔軟な製品設計が可能になるだけでなく、製造工程の簡略化による省エネや環境負荷の低減も実現します。
技術 3 雑音（ノイズ）を抑えた電源供給技術
チップを積層すると電力供給時のノイズが大きくなり、誤作動の原因になります。このノイズを極限まで抑え、安定して動作させ、信頼性を大幅に向上させます。
これらの技術が組み合わさることによって、よりパワフルで省エネなスマートフォンやAI機器が実現する日もそう遠くないかもしれません。
最先端の半導体製造を、微力ながらも支える化学技術
さて、私たちカネコ化学はこの東京科学大学の画期的な研究に直接関わっているわけではありません。
しかし、こうした最先端の半導体が実際に「製造」され、「品質が保証」されるプロセス全体を見渡したとき、私たちの技術が微力ながらもお役に立てる分野があるかもしれません。
①生産効率と品質を左右する『精密洗浄』と『樹脂溶解』
半導体製造の成否は、目に見えない微細な汚染（パーティクル）との戦いと言っても過言ではありません。特に、今回の研究で生まれるような複雑な三次元構造になればなるほど製造工程でのわずかな汚染が性能を左右し、不良品の原因となります。
生産効率と製品の品質を高めるため、各工程での徹底した『精密洗浄』が不可欠です。
2025年生産終了予定、Novec™7300の代替品
主成分: 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-デカフルオロ-3-メトキシ-4-(トリフルオロメチル)-ペンタン
引火点: なし
沸点: 約101℃
弊社が長年培ってきた工業用洗浄剤の知見は、こうしたミクロの世界の品質管理に貢献できると信じています。
そして、今回の研究で新しい接着剤が開発されたように、半導体製造では様々な機能性樹脂が使われます。不要になった樹脂をきれいに『溶解・剥離』する工程は、最終的な品質を保証する上で極めて重要です。
弊社の樹脂溶解剤が、まさにこの分野でお役に立てる可能性があると信じています。
②装置と製品を支える『精密な熱管理』と機能性液体
三次元構造の半導体はチップが高密度で重なるため、熱がこもりやすいという課題を抱える可能性があります。
この熱を適切に管理できなければ、半導体の性能は低下し、寿命も縮んでしまうでしょう。
この「熱問題」は完成した製品の品質を確かめる「信頼性試験」だけでなく、半導体を作る「製造装置」そのものにとっても深刻です。例えばエッチング装置や検査装置は、内部が高温になると加工や測定の精度が落ちてしまいます。
そこで活躍するのが、弊社の機能性液体です。
2025年生産終了予定、フロリナート™ FC-3283の代替に！
アサヒクリンAC-6000の代替にもご検討いただけます。
主成分: パーフルオロポリエーテル
引火点: なし
沸点: 約135℃
2025年生産終了予定、フロリナート™ FC-40の代替に！
主成分: パーフルオロポリエーテル
引火点: なし
沸点: 約170℃
これらの液体の一番の特長は、高い電気絶縁性を持つことです。
そのため、精密な電子回路や稼働中の装置パーツを直接液に浸けてもショートすることなく、安全に熱だけを効率よく奪い去ることができます。
製品の品質保証から、製造装置の安定稼働まで。
未来の半導体づくりに不可欠な「精密な熱管理」を私たちは化学の力で支えていきます。
まとめ：未来を拓く研究と、それを支える化学の力
今回は、東京科学大学が発表した、半導体の未来を大きく変える可能性を秘めた「3次元積層技術」について、私たちの視点を交えながらご紹介しました。
この革新的な技術が実用化されれば、AIやスマートフォン、データセンターはさらに進化し、私たちの社会をより豊かにしてくれることでしょう。
しかし、こうした素晴らしい研究成果が、実際に一つの製品として私たちの手元に届くまでには、数多くの地道で精密な製造プロセスが存在します。そして、その一つ一つの工程の品質を支えているのが、私たち化学メーカーが提供する「化学の力」です。
- 微細な汚染を除去し、品質を高める『精密洗浄』
- 不要な樹脂を取り除き、接着を剥離する『樹脂溶解』
- 熱を制し、装置と製品を守る『精密な熱管理』
半導体の劇的な進化は、こうした画期的な研究開発とそれを量産化するために不可欠な製造技術がいわば“両輪”となってこそ実現します。
私たちカネコ化学は、これからも化学の専門知識を活かし、日本のものづくりを足元から支えることで未来のテクノロジーの発展に貢献していきたいと考えています。
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