研磨なしに最先端チップは動かなかった——世界シェア37%、荏原製作所が握るCMP装置の正体

半導体製造の表舞台を飾るのは露光装置（ASMLのEUV）や成膜装置（アプライドマテリアルズの CVD）だ。しかし、多層配線を積み上げるたびに欠かせない「研磨」という縁の下の工程を担う装置もある。「半導体工場の製造フロー」の中で、CMPは毎層の成膜後に登場する、見えにくいが不可欠なプロセスだ。

CMPとは何か——多層配線の「積む前に平らにする」工程

現代の最先端チップは、ウェハーの上に何十層もの金属配線を積み重ねて作られる。例えばTSMCの2nm世代では、銅の金属配線層は15層を超える。問題は、層を積むたびに表面に微細な凹凸が生じることだ。

凹凸が残ったまま次の層を「成膜」すると、膜の厚みが不均一になる。その上で露光を行えば焦点が合わず、パターンが精度よく転写できなくなる。特に数ナノメートルの精度が必要な最先端プロセスでは、ナノメートル単位の凹凸が歩留まりを大幅に下げる原因となる。

これを解決するのがCMP（Chemical Mechanical Planarization、化学機械研磨）だ。回転するプラテン（定盤）の上にウェハーを押し当て、砥粒と化学薬液を混合した「スラリー」を流しながら研磨し、表面を精密に平坦化する。化学的な溶解と機械的な研削を同時に行うため、機械的な力だけでは取り切れない極薄の膜の凹凸も処理できる。

最先端チップでは、STI（素子分離）・タングステンプラグ・銅ダマシン配線と、工程ごとに専用のCMPが入る。1枚のウェハーに施すCMPの回数は10工程を超え、使うスラリーも装置仕様も工程によって異なる（業界解説・fabProcess）。

荏原製作所とはどんな会社か

荏原製作所は1912年創業、東京都大田区に本社を置く総合機械メーカーで、東証プライムに上場する（荏原製作所・ebaraIR）。創業時はポンプメーカーとして始まり、日本初のターボポンプを手がけた歴史を持つ。

現在の事業は大きく二本柱で構成される。一つは「流体機械事業」——建設・農業・工業向けのポンプや空調設備、環境関連設備だ。もう一つが「精密・電子事業」で、半導体製造向けのCMP装置と真空ポンプが中核を担う。

半導体事業への本格参入は1980年代後半だ。荏原がもともと得意とする流体制御・精密研磨の技術を応用してCMP装置を開発し、主力製品「FREX300シリーズ」（300mmウェハー対応）で世界市場に参入した。今日では、最先端ファブから成熟ノードのファブまで、世界各地の半導体工場に装置を供給する。

世界シェア37%——アプライドマテリアルズと2社で市場の9割を握る

CMP装置の世界市場は、高い参入障壁により極端な寡占構造にある。首位の「アプライドマテリアルズ」が52.6%、荏原製作所が37.0%と、この2社で市場の約90%を占める（経済産業省資料・2025年）。3位以下は一桁台にとどまり、実質的に2社の競争だ。

荏原製作所は2030年の世界首位を公式の目標として掲げている。差別化の軸として投資しているのは、研磨均一性と終点検出技術の2点だ。

研磨均一性とは、ウェハー全面にわたって均一に削れるかどうかを指す。300mmウェハーの中心と端で研磨量が違えば、歩留まりに直結する不良が生まれる。

終点検出とは、研磨を止めるべき正確なタイミングを見極める技術だ。削りすぎれば下の層まで損傷し、削り足りなければ凹凸が残る。最先端の1nm台の精度が求められるプロセスでは、この終点判定の精度が装置の競争力を決定的に左右する。

もう一つの柱——ドライ真空ポンプ

荏原が半導体分野で収益を上げるのはCMP装置だけではない。成膜・エッチング・イオン注入といった主要な製造工程は、すべて高純度の真空環境の中で行われる。その真空を作り維持するのがドライ真空ポンプだ。

「ドライ」とは、チャンバー内にオイルや水を使わない方式を指す。半導体の製造では、反応性ガスや微細パーティクルが真空室に混入すると工程が汚染される。そのためオイルフリーで清潔な真空を維持できるドライポンプが半導体工場の標準仕様となっている。

荏原はポンプを創業のコアとしてきたため、このドライ真空ポンプも製品ラインに持つ。半導体装置の中では地味な存在だが、工場内の複数の装置に同時に接続されて稼働し続けるため稼働時間が長い。消耗部品の交換・メンテナンス需要が安定することから、アフターサービスを含めた長期の収益基盤となる。

「アルバック」も真空ポンプと成膜装置を手がける隣接競合だが、アルバックが成膜に重きを置くのに対し、荏原はCMPと真空インフラの2軸で半導体市場に存在感を示している。

熊本拠点と令和8年熊本地震

荏原製作所は熊本県南関町にCMP装置および真空ポンプ関連の製造・サービス拠点を置く。2026年7月28日の令和8年熊本地震（M7.1・最大震度7）では、南関町の拠点も影響を受け、地震当日のうちに操業を一時停止した。翌7月29日に点検を実施した結果、安全が確認され、7月30日には操業を再開した（熊本日日新聞・kumanichiEbara515）。

「令和8年熊本地震の半導体への影響」を伝えた報道の中では、荏原の拠点は「翌日に再開」と位置づけられた。JASM（TSMC子会社・菊陽町）やソニー熊本テクノロジーセンター（菊陽町）が完全復旧に数日から数週間を要したのと比べ、早期の正常化だった（電波新聞デジタル・dempaTelResume0730）。

南関町はTSMC熊本工場（菊陽町）から約60km北に位置する。荏原の熊本拠点はクリーンルームを要する前工程ファブではなく、装置の組み立て・サービスを担う施設であったため、精密製造設備へのダメージが限定的で、早期再開が可能となった。

この記事のまとめ

• CMP（化学機械研磨）は多層配線を積むたびにウェハーを平坦化する必須工程。最先端チップでは1枚あたり10工程以上繰り返される。
• 荏原製作所は1912年創業・東証プライム。CMP装置と半導体向けドライ真空ポンプを柱に世界の半導体工場を支える日本の装置メーカー。
• CMP装置の世界シェアは37.0%（2025年・経産省資料）で世界2位。首位アプライドマテリアルズ（52.6%）を追い、2030年首位を目標とする。
• 荏原とアプライドマテリアルズの2社だけで世界の約90%を占める寡占市場。参入障壁は極めて高く、研磨均一性と終点検出技術が競争の主戦場。
• 2026年熊本地震では南関町拠点が翌日に再開し、早期復旧を実現した。