SemiAnalysis：フラッシュメモリ製造は「タングステンからモリブデン」へと移行中

8月23日、半導体業界研究機関SemiAnalysisはXプラットフォームで一連の投稿を行い、3D NANDフラッシュメモリの製造現場でタングステン（Tungsten, W）からモリブデン（Molybdenum, Mo）への転換の技術的背景を説明しました。

3D NANDは約10年前に横方向の微細化を停止し、以降は垂直方向の積層によって記憶密度を高める戦略へと切り替わりました。しかし、層数が約300層を突破したとき、各メモリセルを接続するタングステンのワードライン（word lines）が物理的な限界に直面しました。抵抗値が高いこと、フッ素系の化学処理によるリーク電流、そして超深孔では効果的な充填ができないことが主な課題です。

SemiAnalysisは投稿の中で「モリブデンは最適化ではなく、300層以上のNANDの必須選択肢である」と述べています。

タングステンと比較してモリブデンには、三つの重要な利点があります：より低い抵抗値（読み書き速度の向上）、フッ素系化学工程を必要としない、そして高アスペクト比構造における充填性の向上。この三点は、タングステンが深層積層で露呈した三つの根本的な欠点に対応しており、材料置換は技術的必然性であり、任意の工学的改善ではありません。

業界の現状：量産は依然2xx層、転換点に到達

SemiAnalysisは現在主要メーカーの層数を整理しました。Kioxia/SanDiskは218層、Micronは276層、Samsungは286層、SK海力士は321層で業界をリードしています。

3xx層から4xx層への移行が始まっています。SemiAnalysisの予測では、2025年にはNAND総生産能力の中でモリブデンの使用割合が一桁台中盤のパーセントとなり、2027年までに約30%まで増加すると見られます。

主要三社が全面的に注力

主力NANDメーカーは全てモリブデン工程への移行を明確に表明しており、スケジュールも公表されています：

Samsungは先駆者で、モリブデンワードライン製品は2024年から量産段階に入っています。

Micronは2025年、Lam ResearchのALTUS Halo装置で大規模量産を開始します。

SK海力士は2026年末にモリブデン工程の375層NANDを投入する計画です。

装置メーカー：10億ドル超の新規市場

タングステンからモリブデンへの各転換は新たな成膜装置の需要を意味します。SemiAnalysisによると、2027年だけでNAND向けモリブデン成膜装置の売上は10億ドルを超え、DRAMやロジックチップの追従により2030年には年間約20億ドルまで成長すると見込まれています。

恩恵を受ける企業としてはLam Researchが先行し、TEL（東京エレクトロン）が続きます。AMAT（アプライドマテリアルズ）、ASMI、中国メーカーのNaura（北方華創）は主にDRAMやロジックチップへの展開で恩恵を受けるでしょう。SemiAnalysisは、細分化された市場の見積もりをWFE（前工程装置）モデルに組み込んでいると述べています。