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ヘンケルアドヒーシブテクノロジーズ(接着技術)

ヘンケルアドヒーシブテクノロジーズ(接着技術)

通信ネットワーク向け半導体のトリレンマ

― 規制・サステナビリティ・性能要件の同時達成 ―
7 分.
通信塔の近くにいる女性たち

通信ネットワークは、長年にわたり世界の通信と接続を支える基盤として機能してきました。そして現在、その容量および性能に対する要求は、かつてない規模で高まり続けています。

こうした通信インフラを支えているのが半導体です。半導体は通信ネットワークの中核を担う構成要素であり、その設計・製造を担う企業は、ますます高度かつ複雑化する技術要件への対応が求められる新たな時代に直面しています。その中で、継続的なイノベーションと再発明が不可欠となっています。

これらの変化をもたらしている主な要因は以下の通りです:
スマートフォンの普及拡大

2029年までにユーザー数は61億人に達する見込み

ADASおよび自動運転の普及拡大

それぞれ年平均成長率16.5%、32.3%で成長

IoTデバイスの増加

2030年までに411億台に拡大予測

データ利用量の増加と高速5Gブロードバンドの普及

(動画トラフィックとIoTの拡大が背景)

5Gの急速な普及

2025年には世界全体で50%以上に達する見込み

このような新たな時代をより深く理解するため、ヘンケルは半導体メーカーを対象に調査を実施しました。本調査では、通信向け半導体の進化する市場環境、直面する主要課題、そしてそれらへの対応状況について分析しています。以下に、その主要な調査結果の概要を紹介します。より詳細な分析については、別途ご覧いただけます。

通信向け半導体に求められる3つの必須要件

本調査では、通信分野向け半導体パッケージの設計・製造において、以下の3つの重要要件が特定されました:

72.4%

法規制および規制要件への対応

62.9%

サステナビリティ目標の達成

64.4%

次世代レベルの性能の実現

高周波通信アプリケーション向けパッケージングソリューションの需要は、急速に高まっています。

(調査回答者)

モダンアースブルー

規制要件 ― 通信ネットワーク向け半導体

規制の観点において、半導体メーカーは極めて厳格な要件への対応が求められます。ヘンケルの調査でも、通信分野向け半導体メーカーにとって、最も大きな課題は規制要件への適合であることが明らかになりました。

規制の高度化は、半導体の設計およびパッケージングにおいて、革新的かつ高度なソリューションの導入を促進しています。コンプライアンスの達成には、強固な品質管理体制の構築、供給元の真正性の検証、部品原産地の詳細な管理、さらには輸出許可の取得など、多面的な対応が求められます。一方で、こうした規制要件はコスト増加や収益性の低下を招く可能性もあります。そのため半導体メーカーには、規制対応を確実に実現しながら、性能向上とサステナビリティの目標を両立させる、最適なバランスが求められています。

性能 ― 通信ネットワーク向け半導体に求められる主要要件

通信分野向け半導体における重要課題‐調査結果※:

高い信頼性の実現

77.1%

高速ネットワークを支える性能向上

75.3%

製造プロセスの複雑化への対応

65.9%

エッジAI導入に伴う計算性能の向上

62.9%

SiC/GaNワイドバンドギャップ半導体への対応

62.4%

半導体の高集積化・高度化への対応

62.4%

※数値は「非常に重要」または「極めて重要」と評価した回答者の割合

半導体の信頼性は、特に過酷な環境下においても、安定した長期的な通信ネットワーク性能を確保するための最重要要件であり続けています。さらに、5Gや高速ブロードバンドの普及により、より大容量のデータを低遅延で処理できる、高性能かつ低消費電力なチップへのニーズが急速に高まっています。こうした要求に応えるため、メーカーは先進材料の採用や革新的なチップ設計、RFフロントエンド統合技術の活用を進めています。複数のRFコンポーネントを単一チップに統合することで、性能向上と小型化を同時に実現できる一方で、熱マネジメント、信号分離、電力管理といった新たな課題が生じます。これらには、高精度な実装技術と専用材料による対応が不可欠です。

半導体設計の小型化・高集積化が進む中で、製造精度の確保はますます重要となっています。特に、RFフロントエンド統合や複数周波数帯への対応においては、極めて高い精度が求められます。また、エッジAIの普及は、IoTや自動運転といった分野におけるリアルタイムかつ分散型のデータ処理を可能にする半導体需要を加速させています。これに伴い、CPU、GPU、AIコアを統合した高集積かつ低消費電力のチップアーキテクチャが求められています。さらに、SiCやGaNといった材料は、優れた電力性能および高周波特性から採用が拡大していますが、新たな製造要件への対応も必要となります。こうした技術的課題に対しては、高度に設計された機能材料が重要な役割を担い、信頼性の確保と製造効率の維持を両立させています。

信号損失を抑えながら、より高いデータ転送速度を実現するパッケージ設計が重要なトレンドです。

(調査回答者)

材料ソリューション:高度に設計された半導体材料

調査回答者は、通信ネットワーク向け半導体のパッケージングおよび実装を支えるために、高度に設計された材料ソリューションの必要性が高まっていると指摘しています:

大きなパッケージギャップに対応するギャップフィラー

65.3%

パッケージの強度向上および安定化ソリューション

64.7%

アンダーフィル(および封止材料)

62.9%

大型・薄型ダイのウェハーレベルハンドリング対

61.8%

ダイアタッチ材料

60.0%

**「非常に重要」または「極めて重要」と評価した回答者の割合

調査回答者が高度に設計された材料を重視していることは、半導体設計の高集積化・高機能化が進む中で、これらの材料の重要性が一層高まっていることを示しています。性能が材料特性にますます依存する中、SiCやGaNといったワイドバンドギャップ半導体においては、パッケージの安定性を確保し、大型かつ薄型のダイをウェハーレベルで精密に取り扱うための高度な材料が不可欠です。さらに、アンダーフィル材や封止材は、特に通信ネットワークのような過酷な環境下において、性能・信頼性・耐久性を向上させるうえで、重要な保護機能を担います。

青色のチップパッケージ

ともに進化し続けるために

通信ネットワーク向け半導体の性能向上は、絶えず進化し続けています。パッケージ設計が信頼性と効率性の向上に向けて進化する中で、製造性、耐久性、そして規制適合性を高めるために、高度に設計された機能材料への依存はますます高まっています。こうしたイノベーションは、モバイル、車載、IoTなど、現在の5Gアプリケーションを支えると同時に、6Gをはじめとする次世代技術の基盤を構築しています。

ヘンケルは、業界をリードする半導体設計企業および製造企業と協働し、通信分野における規制対応、性能向上、そしてサステナビリティ目標の達成を支援しています。お客様のニーズに最適なソリューションについて、ぜひお気軽にご相談ください。

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