HOYAがEUVマスクブランクスをほぼ独占できた理由は、ガラス純度の壁だった

TSMCやIntelが2nm以下の最先端チップを量産するとき、製造工程は必ずHOYAの製品を経由します。それがフォトマスクブランクスです。半導体業界の外では「眼鏡レンズの会社」として知られるHOYAが、なぜここまで重要な位置に立てたのか、技術と事業構造の両面から解説します。

マスクブランクスとは何か、なぜ半導体製造に必須なのか

露光（リソグラフィ）とは、光を使って回路パターンをウェハーに焼き付けるプロセスです。その際に使う回路の「型」がフォトマスクです。カメラのネガフィルムに相当し、1枚のマスクが同じパターンをウェハー上の何百ものチップ領域に繰り返し転写します。最先端チップ1世代を製造するには、層ごとに異なるマスクが数十〜100枚以上必要です。

マスクブランクスは、フォトマスクを作る前の「無地の原板」です。写真でいえば、まだ何も撮影していない未現像のフィルムに近い存在です。ガラス基板に遮光膜やEUV用の多層反射膜をコーティングした状態で出荷されます。この原板を受け取ったフォトマスクメーカー（凸版印刷・大日本印刷・Photronicsなど）が、電子ビームで回路パターンを描画してフォトマスクを完成させます。なお、EUV用フォトマスク1枚の価格は数千万円を超えることもあります。

詳しいフォトマスク製造の流れは「フォトマスクはどうやって作られるか」で解説しています（業界解説）。

なぜEUV用マスクブランクスはこれほど難しいのか

EUV（極端紫外線）は波長13.5nmの光を使う最先端露光技術で、従来の露光光（波長193nm）の約1/14と短い。空気中に吸収されるため露光装置内部は真空になり、さらにEUVは「透過させる」のではなく「反射させる」方式を採用します。このため、マスクも透過型ではなく反射型になります。

EUV用マスクブランクスには、次の技術的難関が同時に求められます。

「ppb/K」という単位は、温度が1℃変化しても基板の長さが10億分の1しか変わらないことを意味します。露光中にマスクが微妙に温度変化しても回路の位置精度が崩れないための要件です。この基板には米コーニングや独SCHOTTが作る超低熱膨張ガラスが使われます。その上にMo/Si多層膜を精密に積み重ねることで、EUV光を高効率に反射します（HOYA株式会社）（Semiconductor Engineering）。

HOYAはどんな会社か──光学ガラスからEUV素材へ

HOYAは1941年に東京・豊島区で山中梅吉が「保谷硝子」として光学ガラスの製造・販売を目的に創業しました。眼鏡レンズのガラス研磨技術を起点に、60年以上をかけて精密ガラス応用先を広げ、現在は大きく2セグメントを持ちます。

• ヘルスケア：眼鏡レンズ（プラスチックレンズで世界最大規模）・眼内レンズ・医療用内視鏡
• IT（情報技術）：フォトマスクブランクス・HDD用ガラスディスク

売上構成はヘルスケアが約7割を占める一方、ITセグメントは高い利益率を持ちます。フォトマスクブランクスとHDD用ガラスはいずれも参入障壁が高い寡占市場であり、半導体製造サプライチェーンの急所に位置しています（HOYA株式会社 IR）。

なぜHOYAはHDD用ガラスディスクでも独占的なのか

HOYAが半導体文脈で見落とされがちなもう一つの事業が、HDD（ハードディスク）用ガラスディスクです。従来のアルミニウム基板と比べてガラス基板は表面粗さを1nm以下に抑えられます。そのため、磁気ヘッドをディスク面により近づけて高密度記録を実現できます。AIの計算処理に必要な大規模ストレージ需要の拡大とともに、高密度HDDの需要は堅調です。HOYAはこの分野でも有力サプライヤとして地位を確立しています（HOYA株式会社）。

なぜ競合が増えないのか──三重の参入障壁

EUVマスクブランクス市場への新規参入が難しい理由は、3つの壁が重なるためです。

第一の壁は素材の難しさです。低熱膨張ガラスは純粋なシリカ（SiO₂）に酸化チタン（TiO₂）を精密な比率で添加することで熱膨張をゼロに近づけます。この組成制御と均一な大型ガラス製造は、数十年の開発で磨かれたノウハウです。

第二の壁は成膜（せいまく）技術の精度です。Mo/Si多層膜は各層の厚さを0.1nm単位で制御しながら約40層を積み重ねる必要があります。成膜装置の精度・工場の温湿度管理・基板全面の膜厚均一性が歩留まりを直接左右します。

第三の壁は顧客の認定プロセスです。TSMCやSamsung、Intelといったファウンドリ（他社の設計を受託製造する会社）がマスクブランクスのサプライヤを切り替えるには、歩留まり再評価・長期信頼性試験・品質認定が必要です。これには数年単位の期間を要するため、一度採用されたサプライヤは世代交代まで外されにくい構造です。ファウンドリを含む半導体業界の分業構造は「半導体メーカーは、6つの役割で見ると一気にわかる」で整理しています。

こうして、この「素材×成膜×認定」の三重の壁が、HOYAとAGCを中心とした少数サプライヤ体制を固定化しています。まるで、鍵穴の形状（素材）・鍵を削る精度（成膜）・持ち主の本人確認（顧客認定）の3つが同時に合わないと開かない金庫のような構造です。

HOYAはLasertecやASMLとどうつながっているのか

最先端チップ量産を支えるサプライチェーンには、HOYAだけでなく複数の企業が連鎖しています。HOYAがマスクブランクスを出荷 → フォトマスクメーカー（凸版・DNP・Photronicsなど）が電子ビームで回路パターンを描画 → 「レーザーテック（Lasertec）が専用装置でマスクの欠陥を検査」 → ASMLのEUV露光装置がウェハーに焼き付ける──という流れです。

このチェーンの各段階が世界的に独占的なシェアを持つ企業に集中しており、日本企業がマスクブランクスと欠陥検査という2つの工程を担っています。「ASMLとEUV露光装置の仕組み」も参照ください（レーザーテック IR）。

High-NA EUVでマスクブランクスへの要求はどう変わるのか

次世代の High-NA EUV（開口数＝レンズが光を取り込む能力を0.33から0.55へ高めた方式）では、マスクブランクスへの要件がさらに厳しくなります。開口数の増大により一度に焼き付けられる範囲が半分に縮むため、同じチップを製造するのに必要なマスク枚数は増加します。同時に、より短い実効波長相当を狙う構造変化によって、表面粗さと欠陥密度の規格がさらに厳しく設定される見込みです。これは実質的に、既存の少数サプライヤ以外での新規参入が一層困難になることを意味します（ASML／媒体集計）。

「High-NA EUVの仕組みと意義」で、次世代露光装置の詳細を確認できます。

HOYAは日本の半導体材料クラスターでどう位置づけられるのか

HOYAは「日本の半導体材料の国際的な強み」を体現する企業の一つです。フォトレジスト（回路パターンを転写するための感光材料）の東京応化工業・JSR・信越化学、シリコンウェハーの信越・SUMCOと並び、HOYAは「露光の核心を支える光学精密ガラス」で国際的な地位を持ちます。いずれも最終製品では目立たない上流材料です。しかし、その代替不能性と採用後の切り替えコストの高さが、長期的な市場地位を維持させる構造になっています。

この記事のまとめ

• フォトマスクブランクスは半導体露光で使う「原版（フォトマスク）」の素材ガラス板で、HOYAはEUV向けでAGCと並ぶ世界の主要サプライヤ。
• EUV用は熱膨張係数±1ppb/K以下・Mo/Si約40層成膜・表面粗さ0.1nm RMS以下という三重の超精密要件が参入障壁を形成する。
• HOYAはHDD用ガラスディスクでも主要サプライヤで、AI時代の大容量HDD需要が同事業を下支えする。
• 新規参入の難しさは素材技術・成膜精度・顧客認定（数年かかる）の三重の壁で維持されている。
• HOYAのマスクブランクス→フォトマスクメーカー→Lasertecの検査→ASMLのEUV露光という連鎖が、世界の最先端チップ量産を支える。