プリント配線板を巡り、欧米勢による自国・域内での生産や研究開発への取り組みが活発化している。2019年以降、新型コロナやロシアによるウクライナ侵攻に端を発した世界的な地政学上のリスクの高まりにより、それまで中国やASEANなどに生産・開発を集中させていた欧米企業は、従来体制を根本から見直す動きが顕著だ。高度な電子機器などを扱うハイテク産業は軍事ならびに経済の競争力の源泉となるため、関連するサプライチェーンの強靭化の対象がこの基板業界にも押し寄せている。

　特に米国は国防総省など政府の肝入りで、半導体パッケージ基板や高密度のビルドアップ基板といった高難易度基板の自国内生産を奨励する。例えば2.5／3D向けパッケージ基板や防衛関連、ミリ波レーダーなど最先端の基板製造技術や高度な部材知見が求められる領域だ。次世代パッケージ技術の重要部材の1つとされるガラスインターポーザーなどの最先端領域についても、同盟国や産官学一体となり巻き返しを図る。

先端パッケージ基板・軍事用HDI基板にフォーカス

　米国政府はカナダ政府も巻き込み、北米域での先端パッケージや基板産業の育成を強化する。カナダ・ブロモンにある米IBMの施設を活用、先端パッケージングおよびテスト機能を開発するための投資を行うことで23年春、カナダ政府とIBMは覚書を締結した。また同国政府はIBM社やカナダ国内企業に対して最大2億5000万カナダドルを提供することで合意している。

　23年11月には米商務省が「先端パッケージ製造プログラム」（National Advanced Packaging Manufacturing Program）を発表した。米国における半導体の先端後工程（パッケージ／テスト）産業の支援と強化に向けて30億ドルの予算を確保しており、米国国内での高度なパッケージ・テスト施設の整備や人材確保のための労働力訓練プログラムなどへ資金を提供する。

　バイデン政権下で施行された「CHIPS＆科学法」と合わせて、こうした国の力強い財政サポートを受け、米国では大型の後工程計画も動き出している。その1つが、アムコー・テクノロジーが、アリゾナ州ペオリアに先端パッケージおよびテスト施設の建設を計画する案件だ。総投資額は約20億ドルのビッグプロジェクトを呼び込んでいる。

　特に基板関連では米国防総省が中心になり、DPAI（国防生産投資法）プログラムを通じて、基板関連企業のカルメット・エレクトロニクス・コーポレーション（ミシガン州）ならびにグリーンソース・ファブリケーション（ニューハンプシャー州）の2社にそれぞれ助成金を提供する。

　カルメット社は3990万ドルを受け取り、基板のコア層とビルドアップ層を含む防衛関連向けの電子機器に搭載される高密度ビルドアップ（HDI）基板の生産能力を強化する。今回の資金提供により、カルメット社は、本社工場でHDI基板の国内生産能力を確立するため、エンジニアリング、金型、製造能力を引き上げる。増産するHDI基板は、レーダーをはじめ各種防衛用電子機器や、6Gなど次世代通信機器向けなどに採用される見込みだ。一方、同社は半導体パッケージ基板の国内生産にも取り組んでいる。

　カルメット社は、ミシガン州カルメットに本拠を置く、創業55年のプリント基板メーカー。従業員数は約350人で、高性能なプリント基板を産業機器や医療機器向けを中心に生産しており、高信頼性が要求される宇宙・防衛関連向けの基板製造にも取り組んでいる。防衛関連企業などから航空宇宙・軍事関連の半導体パッケージ基板に関するニーズも拡大しており、米国内では初となるパッケージ基板の量産工場を整備する。本社敷地内に新たな専用工場を建設するもので、製造設備の導入に加え、人員の拡充や既存従業員のスキルアップなども図る。最終的な投資額は最大5100万ドルを見込む。

　また、グリーンソース社は4620万ドルを受け取り、最先端のパッケージ基板をはじめ、HDIおよびウルトラHDI基板の生産能力の増強を計画する。同社は高密度パッケージ基板などを多品種少量で生産できる専用施設を確保する。同施設で製造される基板も防衛関連機器に搭載される見込み。

　産業基地政策担当の国防次官補であるローラ・テイラー・ケール博士は「バイデン政権は、米国内のHDI基板および先端パッケージング産業基盤を支援し発展させる必要性がある。これらの技術は、現代の兵器システムにとって不可欠であり、潜在的な敵対国に対する我々の戦力優位の維持に貢献するものだ」と述べている。

TTMも防衛関連HDI量産の新工場計画

　世界有数の基板メーカーであるTTMテクノロジーズ（米カリフォルニア州）は、米ニューヨーク州オノンダガ郡に超高密度HDI基板の新設を計画している。国家安全保障案件に対応した航空宇宙・防衛（A＆D）向けの最先端基板工場になる見通しだ。

　新工場は、北米の防衛関連におけるマイクロエレクトロニクスエコシステムへ大きく貢献するとし、既存のシラキュース工場（敷地面積約1.5万m²）にあるRF／マイクロ波およびマイクロエレクトロニクス施設にも隣接。新工場の面積は少なくとも同施設と同等以上となる予定で、取得予定の敷地面積は約9.7万m²を見込む。北米でも最高レベルの技術を持った基板製造施設となる見通しで、リードタイムを短縮し、生産能力も大幅に引き上げる。約400人の新規雇用も見込む。

　米国政府が中長期で計画する防衛関連製品群の新たなプログラムにも対応する。現在、同社が抱えるA＆D向けの受注残高は23年9月末時点で13億5000万ドルに上り、需要は今後も大幅に増加すると見込む。防衛関連製品も高性能と軽薄短小化を両立する必要性が高まっており、高速信号処理に適した素材や超高密度のHDI基板が必要になるとして次世代技術に対応した新工場の建設を決めた。合わせて効率的な生産ラインの導入も実施する。

　新工場での初期生産は25年後半になる予定。計画の第1段階は、キャンパス全体の改善のための資金を含め1億～1.3億ドルを見込む。26年にはフル稼働を目指す。プロジェクトの最終的な規模やスケジュール、投資額について顧客や官民などの利害関係者と最終調整を進めている。

AT＆S、5億ユーロで先端基板工場を建設中

　欧州でも自国やEU域内での製造にこだわりを見せる。昨今の地政学的リスクの高まりによる産業の供給網に対する寸断・制約懸念から、欧州でもハイテク産業の育成・生産の集積化を目指す動きが活発化している。AT&S社（シュタイアーマルク州レオーベン）による本社工場内でのR&Dセンターなどの投資もこうした動きに呼応するものといえる。欧州版CHIPS法や各国政府による助成制度なども有効に活用する。

　オーストリアの大手基板メーカーであるAT＆Sは、本社敷地内に新研究開発（R＆D）センターを建設するとともに先端パッケージ基板向けのコア加工能力などの生産能力拡大を目指す。2025年までに総額で5億ユーロを投資する。

　工事規模は1.8万m²にのぼる。今回の一連の設備投資では、新規に700人の雇用を創出する計画だ。新センターでは、先端パッケージ基板のプロトタイプや少量品の生産も手がけ、主要な大手半導体メーカーや国際研究機関とも提携・サービスの大幅向上を図る。

ガラス基板は米国が先頭走る、アブソリックスやインテルが注力

　米国での最先端のパッケージ後工程を巡る動きは、次世代のガラスインターポーザーの開発・量産化といった動きにも発展している。チップレットや3DPKGに対応した高集積の半導体開発が急ピッチで進められるなか、既存の部材・装置では限界を迎えるとも言われている。特にその主要部材の1つである樹脂パッケージ基板では、信号の高速化や発熱・基板大型化による反りの問題などからガラス基板に期待する声が急速に高まっている。デバイスの世代交代のタイミングを捉え、従来日本や台湾などのパッケージ基板メーカーに市場を牛耳られていた米国系企業が一気に巻き返しを図る構図も見えてきた。

　韓国SKCの子会社であるアブソリックス（Absolics、米ジョージア州）は、6億ドルを投資し、半導体パッケージ用ガラス基板の量産拠点を米ジョージア州コビントンに建設する。

　SKCは、SKグループの事業会社で半導体や電池、バイオテクノロジー向けの各種材料を提供しており、アブソリックスはSKCによって2021年に設立された。アブソリックスのジョージア新工場では、次世代パッケージを実現するためのガラス基板の量産を目指す。プロセッサーとメモリーなどを一緒にガラス基板上に実装する高度な3D実装の主要材料となり、既存の樹脂製パッケージ基板とSiインターポーザーを代替する画期的な部材。同材料は、マルチチップパッケージに必要なスペースを削減し、より多くのチップを1つのパッケージ内に実装できるようになる。

　ガラス基板は、チップセットの性能とエネルギー効率を大幅に向上させることが期待されている。SKCとアブソリックスは、ジョージア工科大学との研究コンソーシアムの一環として技術を開発した。半導体パッケージ用ガラス基板の量産は世界で初めてとみられる。

　同投資計画には半導体製造装置のトップであるアプライド マテリアルズ（AMAT、米カリフォルニア州）も参画。アブソリックスに約4100万ドルを出資済みで、同社は調達した資金を、米国で建設中の工場に全額充てる見通し。

インテルもガラス基板を開発中、20年代後半にも量産へ

　インテル（米カリフォルニア州）もハイエンドパッケージ向けにガラスコアを採用した次世代パッケージ基板の開発を進めている。早ければ20年代後半に高性能サーバー向けCPUなどに搭載する考えで、ハイエンドコンピューティング向けの重要なパッケージソリューションとして開発を加速する。

　先端パッケージング技術の開発拠点となる米アリゾナ州チャンドラーの施設内には、10億ドル超を投じてガラス基板をベースにした研究開発ラインをすでに導入済み。ガラス基板の研究開発自体は、10年以上前から本格的に取り組んできた。部材や装置メーカーなどと共同で開発を行っており、600以上の新たなプロセス、装置、部材などをこれまでに開発している。実際にガラス基板のビア径75μmで、3層の配線層を形成して様々な電気テストや評価などを行っている。ビアのアスペクト比は20対1を実現している。

　ライン／スペースで5μm未満、TGVがピッチ100μm径未満、コア基板のバンプピッチも80μm径未満への高密度化が図れる。このため、240×240mmの大型パッケージサイズにも対応できるとみられる。高性能なAIチップやサーバー向けCPUの次世代パッケージ基板として量産も視野に入れる。

　米国には大手半導体企業のインテルやAMD、エヌビディアなどのメジャーな半導体企業が集積するが、これまで後工程拠点やパッケージ基板などの重要部材が欠落していた。政府からの支援を含め、一連の今回の取り組みにより、先端半導体の設計からパッケージまでの一貫生産が可能になり、先端半導体を巡るサプライチェーンの強靭化にめどをつけたかたちだ。さらに次世代のパッケージ基板であるガラスインターポーザー／ガラスコアサブストレートの実用化を先導し量産化することで、日本やアジアから調達を余儀なくされていた重要部材についても今後は自国内での生産に切り替えていくことになる。