2nmとGAA　トランジスタを四方から囲む最先端の世代

半導体のニュースでは「3nm」「2nm」といった数字がよく出てきます。これは製造の世代（プロセスノード）の呼び名です。昔は回路の寸法と結びついていましたが、今は世代を区別する名前として使われています。数字が小さいほど新しく、同じ面積により多くのトランジスタを詰め込めます。

トランジスタの形の変化

トランジスタは、電流の通り道（チャネル）を、ゲートと呼ぶ電極で開け閉めするスイッチです。微細になるほど、ゲートが閉じていても電流が漏れやすくなります。漏れを抑えるため、トランジスタの形は変わってきました。

• 平面型（プレーナー）：チャネルの上の面だけをゲートが覆います。
• FinFET：チャネルを魚のひれ（フィン）のように立て、3つの面をゲートが囲みます。
• GAA（ナノシート）：チャネルを薄い板にして重ね、四方をゲートで囲みます。

GAAでは、ゲートがチャネルを全周から押さえるため、電流の漏れを抑えやすくなります。板の幅を変えることで、性能と消費電力のバランスも調整しやすくなります。

トランジスタの形の比較

形	ゲートが囲む面	特徴
平面型	上の1面	微細化すると電流が漏れやすい
FinFET	3面	チャネルを立てて漏れを抑えた
GAA（ナノシート）	4面（全周）	漏れをさらに抑え、板の幅で性能を調整できる

TSMCの2nmの立ち上がり

TSMCは、2nm（N2）を「第1世代のナノシート型トランジスタの技術」と説明しています。量産は計画どおり2025年10〜12月期に始めたとしています。

2026年7〜9月期の決算では、ウエハーの売上のうち2nmが8%を占めました。3nmは33%、5nmは28%です。新しい世代は、量産が始まってから比率が上がるまでに時間がかかります。TSMCは、2nmの次の技術としてA16を挙げています。ナノシート型のトランジスタに、裏面から電源を通す配線を組み合わせ、密度と性能を高める技術です。

ラピダスの2nm

日本のラピダスは、北海道千歳市の拠点「IIM」で2nmの量産を2027年に始める計画です。試作のラインは2025年4月から動いています。2026年6月5日には、日本政府から1,500億円の資金を受け入れたと公表しました。

2nmの世代では、露光の工程でEUV（波長13.5ナノメートルの光）の装置が使われます。トランジスタの形の変化に合わせて、成膜やエッチングの装置にも新しい技術が要ります。

世代が進むほど、工場の建設と装置の費用は膨らみます。最先端の世代を量産できる会社が限られるのはこのためです。顧客にとっては、新しい世代を使うほど性能と電力の効率が上がる一方、設計と製造の費用も上がります。どの製品にどの世代を使うかは、性能と費用の釣り合いで決まります。

今後の注目点

• TSMCの10〜12月期決算で、2nmの比率が8%からどこまで上がるか。
• ラピダスの2027年の量産に向けた顧客の確保。
• 裏面から電源を通す技術（TSMCのA16など）の量産の時期。