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Rapidus（ラピダス）が2027年の量産開始に向けて製造を目指すのが、GAA（Gate All Around）という先端技術を使った2nm世代プロセスのロジック半導体である注1）。GAA構造の量産に行きつける企業は、世界でも限られている。詳細を、トランジスタの基礎から順に追っていこう。
注1）「2nm」のような長さは当初回路幅を指していたものの、微細化が加速するにつれて世代名を表す程度の意味しか持たなくなっている。
Q1：そもそもトランジスタはどう機能する？
Q2：何で集積化・微細化するの？
Q3：半導体チップはどんな構造？
Q4：半導体チップはどう作る？
Q5：EUV露光装置って何？
Q6：従来のプレーナFETは何が課題だった？
Q7：FinFETとは？ どんなメリットがある？
Q8：日本がFinFETを量産できなかった技術的な難しさとは？
Q9：GAA構造とは？ どんなメリットがある？
Q10：最先端のGAA構造はなぜ製造が難しい？
Q1 そもそもトランジスタはどう機能する？
ロジック半導体（IC）チップは入力された「0」または「1」の信号を演算することで動作する。この0または1の演算の根本にあるのがトランジスタである。トランジスタは簡単に言えばスイッチだ。このスイッチを何段にも組み合わせることによって複雑な演算を行っている。
ロジック半導体で使われている「MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）」と呼ばれるタイプのトランジスタを例にとろう（図1）。
図1 MOSFETの一種である「プレーナFET」の構造
ゲート電圧を印加すると、ソースからチャネルを通りドレインに電荷が移動する（出所：日経クロステックが作製）
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「ゲート（G）」と呼ばれる部分に、ある閾（しきい）値以上の電圧を与えるか、与えないかによって、「ソース（S）」と「ドレイン（D）」という部分に電流が流れる。このゲートに電圧を印加するかどうかでドレイン－ソース間の電流をオン/オフできることがスイッチとなっているわけだ。
