PCB Components

GaNおよびSiC半導体の成長見通し半導体業界は、窒化ガリウム（GaN）と炭化ケイ素（SiC）で大いに盛り上がっています。GaNとSiCが、長年のシリコンの独占を覆す準備ができているとのことです。電気自動車、再生可能エネルギー、消費者向け電子機器を含む主要産業に既に影響を与えている、効率と性能の大幅な向上について話しているので、注目されています。これがなぜ大きな話題なのか？よりコンパクトで、強力で、エネルギー効率の高いデバイスに向かって競争が激化する中、古いシリコンの働き手ではもはや役不足です。GaNとSiCは？それらは、電力システムを超充電し、効率を向上させ、10年前には夢にも思わなかった革新を解き放つ可能性を持つ新しい才能です。これらを反映して、GaNとSiCの市場は急速に成長しています。市場規模と成長予測数字を見てみましょう。 Fact.MRによると、GaNおよびSiC半導体市場は、2024年の推定$1.4 billionから2034年には$11 billionに拡大すると予測されており、複合年間成長率（CAGR）は 22.9%になるとされています。 Future Market Insights（FMI）はさらに楽観的な見通しを提供しており、2024年から2034年にかけてのCAGRが 27.1%で成長し、市場規模が$23.7 billionに達すると推定しています（図1参照）。ワイドバンドギャップ材料とは何か？ワイドバンドギャップ（WBG）材料（主にGaNおよびSiC）は、半導体技術の最前線にあります。これらの材料は、さまざまなディスクリートコンポーネント、パワーモジュール、および集積回路を作成するために使用されます。"ワイドバンドギャップ"という用語は、これらの材料の価電子帯と伝導帯の間の大きなエネルギーギャップを指し、通常はシリコンの1.1 eVよりも高い3 eV以上です。ワイドバンドギャップ材料の利点 WBG材料の大きな利点の一つは、ブレークダウンが発生する前にはるかに強い電場に耐える能力です。GaNとSiCは、シリコンよりも約10倍高いブレークダウン電場を誇ります。この特性と広いバンドギャップを組み合わせることで、これらの材料から作られたデバイスは、従来のシリコンベースの半導体よりも高い電圧、温度、周波数で動作することができます。

チップの偽造がどのようにしてより高度になっているか半導体の基準に品質保証と厳格さがあるにもかかわらず、業界は依然として偽造の問題に悩まされており、これが続くほど悪影響を及ぼすことになります。電子部品の購入者や製造業者は、購入を希望する製品に潜在的な問題がないか、調達プロセスをより深く掘り下げるべき要素がいくつかあります。PCB市場の一部で不足が生じている一方で、他の部分では余剰が見られるなど、調達のスピードが速いため、困難な時期に企業を誤った方向に導くことがあります。そのため、品質保証対策に焦点を当てるべきです。偽造製品に対する業界の見通しは、特に過去数年間で大幅に減少したケースを考えると、前向きです。2019年には 963件の部品偽造が報告されましたが、2020年には504件に減少しました。これは、新型コロナウイルスのパンデミックが中国企業の偽造活動を妨げたと言われていますが、今日でもまだ問題は残っています。偽造チップとは何か？偽造チップは、信頼できるメーカーからの既存ユニットを改変すること、電子廃棄物（e-廃棄物）からの中古部品を取得すること、または厳格なテストに合格しなかった部品を再製造することの3つの異なる方法で作成されます。部品の改変：新しいコンポーネントを単に取り、自社の製品として販売する企業によって、法的な問題が生じます。製造業者は、チップを砂をかけたり、再マーキングしたり、または「ブラックトップ」処理をして、日付コードなどの新しい情報を適用します。このような改変は検出が非常に困難であり、コンポーネントが IDEA-ICE-3000偽造ガイドラインに準拠していることを確認するために、専門家の継続的なサポートが必要になることがあります。電子廃棄物：これは半導体供給の減少に対抗するための有用なプロセスのように思えるかもしれませんが、このようなチップを購入する際には、購入者にとって固有のリスクがあります。これらの偽造部品の供給者が、これらを正規の製品として梱包する場合、購入者がそれを知らない可能性が最も高いです。再製造：既存の回路基板から取り外された部品は、さらに一歩進んだ処理が可能ですが、ここでリスクが高まります。今日市場に出回っている一部のコンポーネントは、単に新しいチップとして再マーキングすることによって、電子廃棄物プロセスから再利用されています。これらの部品が正規品であるか、または新品として機能するかどうかを検出することは非常に困難です。 PCB業界で偽造が問題となったのはどうしてですか？単に機会主義的なものである、チップの偽造—その他多くのPCBコンポーネントと同様に—はほぼ10年間問題となっています。電子業界が急速に成長し続ける中、部品の偽造は数十億ドル（あるいは数兆ドル）規模の産業の頭痛の種であり、最も洗練された生産ラインにも影響を及ぼしています。この偽造問題は、問題をさらに遡るとして、国立航空宇宙局（NASA）の注目を長い間引きつけています。米国商務省（USDC）の技術評価局は、2005年に3,868件のインシデントを記録しました。 USDCはこのデータをさらに詳細に分析し、NASAの報告書で共有しています。調査対象の71社が偽造マイクロプロセッサのケースを経験し、52社が改ざんされたメモリユニットを取得し、47社が標準および特殊なロジック回路に影響があったと報告しています。要するに、コンポーネントが適切な基準で評価されない場合、電子機器の性能と安全性が損なわれます。製造業者にとってのパフォーマンス上の危険性は、再利用されたチップが既に受けている可能性のある熱と機械的損傷です。安全性の面では、偽造部品がコンプライアンスのレーダーをくぐり抜けることがあります。これは、満たされるべき品質基準を策定するビジネスと規制機関の両方にとって悪夢です。この問題の規模を理解するために、AS6496基準が2014年8月に作成されましたが、部品がひび割れを通り抜けることがあります。これを認識することで、組織と当局は偽物を捕まえるさまざまな手段を強調することができます。

半導体製造をより持続可能にするための化学プロセス現代生活に不可欠である半導体製造は、エネルギーと資源を大量に消費する産業であり、電気、水、化学薬品、プロセスガスの消費が増えることで、エネルギー使用量と環境への影響が大きくなるという不幸な現実があります。これは、高度なチップ製造の複雑さが増すことと需要が増加することでさらに悪化しています。「現在の成長パスがそのまま続けば、今後数年間で半導体生産による炭素排出量は年約8%増加し2045年ごろにピークに達するだろう」とボストン・コンサルティング・グループは述べています。これらの課題に対応し、世界中の政府がより厳しい環境規制を実施し始める中での圧力が増す中、半導体産業は、より環境に優しいプロセスに向けたイノベーションイニシアチブと研究開発努力を目指しています。代替ソリューションが注目を集め始めています。ここでは、企業が直面する主要な課題と、半導体生産をより持続可能なものにするために化学プロセスがどのように進化しているか、そしてその移行を先導している業界リーダーについて詳しく掘り下げます。持続可能性を達成するための重要な課題地球温暖化ポテンシャル（GWP）：特定の期間（通常は100年）にわたって、温室効果ガスが大気中に閉じ込める熱の量を、二酸化炭素（CO₂）と比較して測定したものです。GWPが高いガスは、地球温暖化により大きく寄与します。半導体製造をより持続可能なものにする最大の障害の一つは、製造に使用される多くの化学物質が、プロセスに不可欠でありながら環境に有害であるという事実です。必要であるとしても、適切に管理されない場合、これらの物質はしばしば有毒であり、人の健康と環境にリスクをもたらします。これらの化学物質から生じる廃棄物も処分が困難であり、さらなる環境問題を引き起こすことがあります。半導体産業は、高いGWPガスの放出や膨大な水とエネルギーの消費により、その顕著な環境への影響で批判を受けています。これらの化学物質は半導体の機能性と性能には不可欠ですが、その環境への影響を完全に理解するには、少し遡って考えるだけで十分です。 1970年代から1990年代にかけて、アメリカ合衆国が半導体生産の主要勢力であった時期には、製造工場に関連する環境ハザードが広く認識されていませんでした。この期間中、多数のファブ（半導体工場）が存在するシリコンバレーは、連邦政府の清掃対象リストである国家優先事項リストに掲載されるほど汚染されたスーパーファンド（環境浄化対象地域）の場所となりました。例えば、1968年から1981年にかけて稼働していたIntelのサイトでは、EPA（環境保護庁）が地下水中にヒ素、クロロホルム、鉛を含む十数種の汚染物質を特定しました。現在、業界は持続可能性に対して積極的かつ先見的な姿勢を取っていますが、これらの出来事は技術進歩と環境保全のバランスの重要性を強調しています。半導体製造における化学物質の役割半導体製造は、エッチング、クリーニング、ドーピング、材料のパターニングに不可欠な様々な化学プロセスを含みます。これらの化学物質は高性能チップの生産に必要ですが、しばしば危険な廃棄物や温室効果ガスの排出といった重大な環境上のデメリットを伴います。例えば：エッチング：ウェハー表面から材料の層を取り除き、チップの機能を定義する複雑なパターンを作成します。エッチングプロセスに使用されるパーフルオロカーボン（PFC）は、高度なマイクロチップに必要な詳細な構造を作成する効果があるため、ほぼ置き換えが不可能です。残念ながら、これらのガスは二酸化炭素よりも何千倍も高いGWP（地球温暖化ポテンシャル）を持っており、気候変動への影響が不釣り合いに大きいです。クリーニング：ウェハーは、不純物を取り除くために、さまざまな段階で入念にクリーニングする必要があります。溶剤、酸、および塩基の使用は、半導体デバイスに必要な極端な純度レベルを達成するために不可欠です。残念ながら、これらの化学物質はしばしば有害であり、大量の廃棄物を生じさせます。ドーピング：半導体材料に不純物を添加してその電気的特性を変更するプロセスです。アルシンやフォスフィンのような非常に有毒な化学物質がドーピングに一般的に使用されます。持続可能性のための化学プロセスの革新これらの化学プロセスの環境への影響を認識し、半導体産業は生産をより持続可能にするための代替手段や革新を積極的に探求しています。ここでは、最も有望な開発のいくつかを紹介します：より環境に優しい溶剤と洗浄剤

How Companies Manage Local and Outsourced Manufacturing Operations

企業がローカルおよびアウトソーシングされた製造業務をどのように管理しているか今日のグローバル化した経済において、多くの企業は、ローカルとアウトソーシングされた製造オペレーションの混合モデルを活用しています。このアプローチにより、コスト効率、品質管理、柔軟性の両方の強みを活かすことができます。