ヘリウム調達停止――AIブームを崩壊させる「見えない臨界点」（後編）：湯之上隆のナノフォーカス（89-2）（4/5 ページ）

[湯之上隆（微細加工研究所），EE Times Japan]

9.4）日本への波及

　日本においても、この連鎖から逃れることはできない。ここは前編の第7章で詳細を述べた通りだ。

　まずは、2027年にN2量産を目指すRapidusだ。IBMをお手本としたGAA形成プロセスでは、ナノシートのプラズマエッチング時における温度制御精度±0.5℃以内が必須であるが、He供給が途絶すればウエハー面内温度均一性は±2℃以上に拡大し、歩留まりの確立そのものが不可能となる。

　JASM熊本第一工場（22／28nm〜12／16nm）では、ソニー向けCMOSイメージセンサーのアナログ混載プロセスにおける温度均一性が劣化し、ノイズ特性（SNR）の低下が懸念される。また、TSMC熊本第二工場（3nm）が2027年に稼働を開始した場合、先端ノードにおけるHe依存度はさらに高まる。加えて、Micron広島工場では、1β／1γ世代DRAM向けの高アスペクト比HARエッチングが直接的な影響を受ける。

　さらに、自動車向け半導体については、温度制御の劣化に起因する電気特性のばらつきにより、AEC-Q100（IC向け）およびAEC-Q101（ディスクリート向け）が要求する信頼性基準を満たせず、出荷認定を取得できないリスクが生じる。

9.5）小括

　3Mの「フロリナート」の事例は、特定の化学物質の供給途絶が、その物質に依存するサプライチェーン全体にFM連鎖を引き起こすことを実証した構造的先例である。

　Heショックは、この構造をはるかに上回る規模で再現しつつある。フロリナートが特定のドライエッチング装置の冷媒であったのに対し、Heは、ドライエッチング装置はもちろんのこと、EUV、CVD／ALD装置、Heリーク検査にまでその途絶影響が波及し、半導体製造のほぼ全工程における温度制御と品質保証の根幹が揺らぐ。

　従って、その供給途絶は、産業ガス供給者から半導体メーカー、AIチップベンダー、ハイパースケーラーに至る4段階の連鎖的契約破綻を引き起こし、ハイパースケーラーのトップ4社の2025年の1年間合計で3000億米ドル（約45兆円）超のAIインフラ投資計画を物理的に実行不能にする。

　しかも、第7章で示した通り、Heに代わる熱伝導媒体は現時点で存在しない。現行のHe循環回収システム（Linde製HRS、Atlas Copco/Edwards製等）の回収率は80〜95％とされるが、これは消費量の削減であって供給量の創出ではない。しかも、この回収システムは、ドライエッチング装置には適用できない。

　加えて、初期充填分のHeが確保できなければ、回収システム自体が稼働しない。従って、この危機は、技術的回避策を持たない、純然たる資源制約であり、半導体産業がこれまで経験した、いかなるサプライチェーン危機とも本質的に異なる。

第10章：結論――見えないインフラが崩れる時

　本稿は、He供給途絶によって引き起こされる以下の論理的連鎖を物理法則と産業データに基づいて論証したものである。

　第一に、Heは半導体製造において代替不可能な熱制御媒体である。その熱伝導率（0.152 W/(m・K)、25℃・1 atm）に匹敵するガスは水素（H₂）のみであるが、プラズマ環境下での可燃性により使用は不可能であり、N₂やArでは熱伝導率が1桁低く、先端プロセスが要求する±0.5℃の温度均一性を達成できない（第7章）

　第二に、このHeが支える温度制御は、先端ロジック（N5／N4／N3／N2以降の高精度エッチング）、HBM（TSVの高アスペクト比エッチング）、DDR DRAMのコンタクトホール、3D NAND（300層級メモリホール形成）の全てにおいて、高歩留まりを達成するための前提条件であり、Heの供給途絶はこれら全領域の歩留まりを同時に崩壊させる（第8章）

　第三に、この歩留まり崩壊は、産業ガス供給者⇒半導体メーカー⇒AIチップベンダー⇒ハイパースケーラーという4段階のFM連鎖を引き起こし、2025年の1年間だけで約3,000億米ドル（約45兆円）超のAIインフラ投資計画を物理的に実行不能にし、最大1〜2兆ドル規模の時価総額毀損リスクを生じさせる（第9章）

　Heの調達困難問題の本質は、単なる資材不足ではない。それは、半導体製造を支える最も基礎的なインフラ（ウエハーの熱制御）が崩壊することを意味する。3Mのフロリナート事例が特定の冷媒の喪失であったのに対し、Heの喪失は製造工程そのものの成立条件の崩壊である。しかも、現時点でこの危機を技術的に回避する手段は存在しない。

　AI時代の成長を支えるはずの半導体サプライチェーンは、これまで可視化されることのなかったこの「見えないボトルネック」によって、いままさに臨界点に達しつつある。