2ナノメートルプロセスの隠れた勝負どころ、「超純水」素材で盤面を描く三陽社

半導体の微細プロセス競争が3ナノメートル（3nm）を超えて2ナノメートル（2nm）世代へと進化しており、チップ内部のトランジスター一つ一つを規定するプロセス変数の重要性が極めて高くなっています。この精緻な作業において決定的な影響を与える要素の一つが「超純水」です。イオン含有量がほぼ0％に近い超純水は、半導体の洗浄工程において不可欠な素材であり、この水を製造するコア技術が「イオン交換樹脂」です。

三洋社はこうしたウルトラファインプロセスの流れに対応し、超純水生産用イオン交換樹脂製品群である「トリライト（TRILITE）」の技術仕様と2nmプロセス対応戦略を公開しました。今回の公開は単なる製品のプロモーションを超え、半導体素材の国産化とグローバルサプライチェーンにおける競争力確保という観点から注目に値する事案です。

ウルトラファインプロセスを規定する超純水の技術的要件

半導体プロセスが微細化するにつれて、水中の微量不純物がチップの歩留まりと信頼性に与える影響は致命的になります。特に2nmのようなウルトラファインプロセスでは、ホウ素（Boron）のような特定の不純物の管理基準が極端に厳しくなります。ホウ素はドーパントとして使用され半導体の性能に直接的な影響を及ぼす可能性があるため、1ppt（1兆分の1）以下に制御しなければならないほど精密な管理が要求されます ¹, ².

こうした超純水を製造する工程は、大きく前処理、純水製造、そして超純水製造段階に分けられます。最終段階のポリッシングシステムでは、要求される純度グレードに応じて最適化されたイオン交換樹脂が使用され、これが半導体プロセスの品質を決定づけるコア変数となります ².

![Image: High-purity semiconductor manufacturing facility cleanroom with water purification piping system]

三洋社「トリライト」製品群の技術仕様と差別化ポイント

三洋社が公開した超純水用イオン交換樹脂「トリライト」は、半導体およびディスプレイの超純水製造プロセスに最適化された製品群です。この製品群は、均一係数1.1以下という高い物理的均一性、およびイオン転化率においてH⁺が99.9％以上、OH⁻が97.0％以上を保証することを特徴としています ¹, ²。これらの特性により、速い流速においても高い運転交換容量を維持できるため、効率的な超純水生産が可能になります ².

製品の用途と要求純度グレードに応じて細分化されたラインナップを揃えています。一般電気電子用の「UPRM100U」は比抵抗17.0MΩ·cm以上を、ディスプレイおよび半導体用の「UPRM300U」は比抵抗18.2MΩ·cm以上とTOC（総有機炭素量）1ppb未満の管理基準を適用しています。最上位の半導体用グレードである「UPRM400U」は、これらの基準に加えて金属不純物まで厳格に管理し、ウルトラファインなイオンおよび有機物の制御が可能になります ².

特に2nmプロセス対応のためのコアカードとして「CLR-B3UP」が注目されています。これはホウ素除去専用樹脂であり、総交換容量0.9eq/L以上およびホウ素交換容量0.4eq/L以上の性能を備えています。この専用樹脂はホウ素不純物を効果的に制御し、ポリッシングシステムの寿命を延伸させ、プロセス歩留まりの向上に貢献するよう設計されています ².

![Image: Close-up of high-performance ion exchange resin beads with semiconductor wafer background]

50年の歴史が築いた「均一粒径イオン交換樹脂」技術の基盤

三洋社の超純水素材に関する技術力は、1976年に国内で初めてイオン交換樹脂の生産を開始した長い歴史の産物です。同社は2011年に超純水用イオン交換樹脂の開発に成功して国内素材国産化の足がかりを築き、これは最近の半導体用製品の商用化へと繋がりました ¹.

こうした技術的進歩を可能にした物理的基盤は、群山（クンサン）に位置する年間生産能力2万トン規模のイオン交換樹脂工場です。アジア最大規模を誇るこの施設は、難易度の高い工程である「均一粒径」イオン交換樹脂を大量生産できるコアインフラであり、グローバルなイオン交換樹脂市場で均一粒径製品を生産できる企業は全世界に4社のみとされています ¹.

市場調査によれば、グローバルなイオン交換樹脂市場は約2兆ウォンの規模であり、年平均4～5％の成長傾向を示しています。特に国内の超純水市場は2026年に約1兆5,000億ウォンの規模まで拡大すると見込まれており、これはこれまで米日企業への依存度が高かった市場を国産技術で置き換える機会になり得ることを示唆しています ¹.

![Image: Large-scale industrial resin production plant exterior in Gunsan]

技術国産化に向けた協力エコシステムと戦略的布石

三洋社は超純水生産技術の国産化のためにハンソンクリンテックと了解覚書（MOU）を締結し、協力体制を構築しました。この枠組みは、三洋社がイオン交換樹脂「トリライト」を供給し、ハンソンクリンテックが設備の設計および施工を担当する形態で進められています ¹.

こうした素材企業と設備企業の結合は、素材単体の性能を超えて、実際の現場で稼働する「超純水生産システム全体の国産化」を加速させる戦略と解釈されます。グローバルな循環経済および素部材（素材・部品・装置）の国産化の流れの中で、韓国企業が単なる製造を超えてコア技術の主導権を確保しようとする動きの一環であると言えます ¹.

結果として、三洋社の超純水素材の公開は、半導体2nmプロセスの技術的要件に対応する素材的な解決策を提示すると同時に、国内半導体産業のサプライチェーンの安定性と技術自立度を一段階高める重要なマイルストーンとして評価することができます。