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よくわかる半導体
半導体の社会貢献

社団法人

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電子情報技術産業協会

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（社）電子情報技術産業協会は、まさに 21 世紀のデジタル・ネットワーク時代を切り拓いていくことを使命としており、電子情報技術の発展によって、人々が夢を実現し、豊かな生活を享受できるようになることを願っています。
このため、政策提言や技術開発の支援、新分野の製品普及等の各種事業を精力的に展開するとともに、地球温暖化防止等の環境対策にも積極的に取り組んでいます。

半導体用語集はこちらからご覧いただけます。( 文中の略語等のご参照としてお役立てください )URL:http://semicon.jeita.or.jp/word/word.html

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半導体の社会貢献

はじめに半導体は、携帯電話、パソコン、デジタルカメラといった、我々の身近にある電子機器のほとんど全てに使用されており、現在の生活には必要不可欠なものです。

半導体産業は、社会や国民生活の向上に大きな影響を与えてきましたが、今後も新しい社会を支える基幹部品の提供を通して重要な役割を担っていきます。 特に、日本においては今後「少子高齢化社会」が進む中、豊かで安全安心な社会を実現する上で、半導体産業の役割がますます重要になってくると予想されます。

しかし、半導体は普段、直接人々の目に触れることが少ないため、半導体産業に対する一般の人々の認識は高いとは言えません。

この小冊子では、日本の半導体産業が、日本の経済・将来の生活・環境・先端技術においてそれぞれどのようなインパクトを与えているかを示し、日本の半導体産業の意義、重要性を明らかにしていきます。

本パンフレットは一般社団法人 半導体産業研究所（SIRIJ）調査研究レポート「半導体産業が日本の社会・経済・環境に与えるインパクトの社会科学分析 最終報告書」に基づいております。

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Green Clean Semiconductor
よくわかる半導体I. 半導体産業の日本経済への貢献
半導体は日頃、目に付かないところで活躍しています。この半導体が日本の経済にどのように貢献しているかを調べてみましょう。

1. 半導体の主要な応用産業への貢献
は じ め に 日 本 全 体 の 経 済 活 動 に 対 し て、 日した製品は身の回りだけでも、 ①パソコン、携本の半導体産業がどの程度経済的に貢献してい帯機器、薄型テレビ、ゲーム機、など（電気機械）、るのかを見てみます。国の経済力の目安として②自動車（輸送機械）、③カメラ、時計など（精GDP(Gross Domestic Product：国内総生産 ) がよ密機械）、実にさまざまです。さらに、④いろいく使われます。GDP は１年間に国内で生産されろな工場において製品を製造するための装置などるものやサービスの金額を全て足し合わせたもの（一般機械）にも半導体が組み込まれて、必要なです。2007 年の日本の GDP 516 兆円のうち、製性能を実現しています。①〜④の合計は、47.8 兆

造業は 109 兆円（GDP の 21％）、そのうち半導円もあり、製造業全体に対し約 44％、日本全体体は５兆円です。次に製造業の内訳を調べてみまの GDP に対して約 10％に相当します。半導体産す。半導体には、応用製品に組み込まれて使用さ業の規模が約 5 兆円 (GDP の約 1% ) であることれることによって性能や機能を向上することがでを考えれば、他産業まで含めた半導体の貢献が非きるという大きな特徴があります。半導体を利用常に大きいことが判ります。

食料品
12％

輸送機械
15％

化学8％

製造業
約 109 兆円
21%

石油・石炭製品
6％

56％

鉄鋼
6％

電気機械
15％

44％

日本の GDP
516 兆円その他の産業約 407 兆円
79%

半導体の主要なアプリケーション
産業
47.8 兆円

一般機械
12％
その他
24％

精密機械
2％

半導体の主要応用製品分野は全体で製造業の 44% を占めています。
製造業は日本の GDP(516 兆円 ) の 21%(109 兆円 ) ですので、半導体の主要応用製品分野は日本の GDP の約 10% を占めていることになります。

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2. 日本の貿易への貢献
主要な産業①〜④は国際的に強い競争力があるの続いて、半導体が日本の貿易にどのように貢で貿易収支は他産業（一次金属や化学など）に比献しているかを調べてみます。
日本はエネルギー資源や鉱物資源、食糧を海べて高く、36.5 兆円の貿易黒字を獲得しています。

外からの輸入に依存しています。したがって、強つまり、半導体産業が日本経済にとって重要な役割を担っています。

い輸出競争力を持った製品により、外貨を獲得する必要があります。先に示した半導体を使用する

貿易収支（2007 年、兆円）

半導体を使用する
主要な産業

その他の産業

輸送用機械

18.3

一般機械

10.1

電気機械

7.6

精密機械

0.5

計

36.5

化学2.3

金属製品

0.1

繊維0.1

（出所：内閣府「国民経済計算」、財務省貿易統計）
半導体を使用する主要な産業

3. 雇用拡大への寄与
半導体産業には、半導体を製造するための材業分野で、20 万人以上が雇用されています。さ

料部品分野から半導体製造装置分野まで、幅広いらに半導体を利用する産業分野には 240 万人以上関連産業があります。半導体製造及び関連装置産の人が雇用されています。

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II. 半導体産業の日本の将来への貢献
半導体は、現在の私達の生活のありとあらゆる分野に活用されていますが、将来の生活における半導体の役割について考えてみましょう。

1. 将来の日本のあるべき姿
政府は、2007 年に内閣府による長期戦略指針

そこでは、①予防医療や介護に重点を置いた「イノベーション 25」を閣議決定しましたが、こ生涯健康な社会、②防犯防災ネットワーク、救急の中で世界のモデルとなる 2025 年の日本の姿が医療、高度交通システム、食の安全情報といった示されています。

安全安心な社会、③就業形態の多様化、仕事と生（１）日本における少子高齢化

活の調和など、多様な人生を送ることができる社（２）情報化とグローバル化の進展

会、④環境・エネルギー・資源などの世界的課題（３）人口、環境など、地球の持続可能性を解決に貢献する社会、⑤例えば自動翻訳機の活用脅かす問題の深刻化による世界に開かれた社会、について示されていといった大きな潮流の中で、イノベーションで切り拓く ｢日本の将来の夢｣ が語られているのです。

ます。
こういった社会を実現するには、半導体は欠くことができません。

携帯電話機の基板には多くの IC が搭載されています。最近では、機能の拡大と半導体技術の進歩で、複数の回路を 1 チップ化した IC が多くなっています。

携帯電話の中を見ると液晶表示コントローラ
高周波アンプ

カラー液晶ディスプレイに絵や文字を表示するためのコントローラ

約800M〜2GHz 高周波電波の増幅を行う回路です

カラー液晶ディスプレイ
アナログベースバンド処理
高周波信号をデジタル信号に変換する回路ですメモリ
電話番号を登録したり、着メロやカメラで撮影した画像を記憶します。ROM と RAMがあり、最近ではフラッシュメモリが活躍していますデジタルベースバンド処理
音声およびデジタル信号を処理する回路。CPUを内蔵しています

アプリケーションプロセッサ
システム電源 IC

デジタル信号で写真や動画を作る、音楽を演奏する、テレビを見るといった信号処理をする IC です。
CPU と DSP を内蔵しています6shakai_kouken.indd

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2. 半導体の基本機能概略
半導体は社会のさまざまな場面で使われてい半導体は微細化することにより、動作速度が速ますが、その基本機能は以下のように分類できま

くなり、低消費電力で動作し、素子を大規模集積す。携帯電話に使われている半導体を例に説明し化できるなど性能が向上します。携帯電話など常ましょう。

時携帯できる機器が当たり前になりましたが、半導体の性能向上なしでは考えられないことです。

(1) 情報収集機能：CMOS センサ、加速度センサなど

さらに微細化とともに低コストになるのが半(2) 記録機能：Flash メモリ、DRAM など導体の大きな特徴です。USB メモリなどの半導体(3) 情報処理機能：CPU、画像プロセッサなどメモリが近年急速に低価格になり普及したのは、(4) 通信機能：高周波用送受信半導体など低コスト化が貢献しているのです。
このため、微細化技術の進展とともにますま(5) 出力・表示機能：LED（発光ダイオード）、ディスプレイ用半導体などす半導体が使われるようになってきました。

3. 日本のあるべき姿への貢献事例
半導体技術を用いた具体的な貢献事例を見てみましょう。
【医療・健康管理】
半導体技術の進展により、医療画像の 3 次元セキュリティに関しても、GPS 技術やユビキタス・センサネットワーク技術を活用した「高度見守り化、高速の画像処理技術が可能となり、健康管理技術」が貢献することでしょう。

や予防医療の分野において、リアルタイム可視化【食の安全安心】の実現が期待できます。

消費者の意識の高まりを背景に、実現、普及一例として、カプセル内視鏡の開発が進めば、カが期待されているのが植物工場です。ここで栽培プセルを飲むだけで在宅検診を受けることが可能にした野菜は洗浄せずに食べられるほど、付着するなることでしょう。さらには、センサを使って１日細菌数が極めて少なく、無農薬であり、栽培履歴の行動や脈拍、皮膚の温度など生体情報を記録し続も明らかなため、安心感を提供できます。この植けるライフレコーダの普及も予想されています。

物工場では半導体技術を駆使した、センサとコン【介護・福祉】

ピュータによる温湿度制御で効率的運営が行われ高度な人工知能を備え、家事もできるロボッており、植物の生育に活用している LED も半導トが開発され、一家に１台、普及する社会の到来体です。

が予見されますが、ここでもセンサ技術が大きく【トレーサビリティ】

貢献することでしょう。

昨今、商品偽装問題に絡んで、買い物時に生【防災・環境監視】

産から流通までの履歴を確認できる仕組みが注目

広範囲の地域に設置したセンサネットワーク

されており、半導体を使用した電子タグによるシによる監視システムの実用化が期待され、防犯・ステムの実現が期待されています。

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III. 半導体産業の省エネルギーへの貢献
半導体は、私たちが日常使用しているあらゆる製品や社会システムを支えている基幹製品であり、私たちが現在の利便性を享受できるのは半導体があってのことです。
以下では、半導体が省エネルギー社会実現に大きく貢献していることを述べます。

1. 半導体による機器の省エネ化
半導体は、微細化を通して、性能を向上させ数は 2000 年の 2,400 万から 2007 年には 2 億 5ながら、処理能力あたりの消費電力を大きく低減

千万と約 10 倍の規模になっています。その一方させて行くのが特長です。

で、消費電力は、100 分の 6 まで下がってきてい下の図に、光ディスクレコーダーに使われてます。また、半導体の数も 17 個から 1 個になり、いる半導体の性能向上を示します。微細化の進展

光ディスクレコーダーの小型化や製品の低消費電により一つのチップに搭載されるトランジスタの力化につながっています。

システム LSI は 10 億トランジスタ搭載時代へ
2000年

2002年

2005年

2007年

ワンチップ集積規模

3500万

6600万

2億5千万トランジスタ

トランジスタトランジスタトランジスタ180 ナノメートル

130ナノメートル

65ナノメートル

45ナノメートル

1001001730

1274661

製品での効果

2400万

基板面積比
消費電力比
主要 LSI 数（光ディスクレコーダーの例）（資料提供：パナソニック（株））

グリーンデバイスの例（超高集積システム LSI）

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半導体の社会貢献■ LED 照明による電力消費量の削減
半導体の性能向上により、消費エネルギー効

白熱電球の寿命 1,000 時間に対して、LED 電球の率に優れた LED（発光ダイオード）が一般照明器

寿命は 40,000 時間と約 40 倍の長寿命化を実現

具の代替製品として採用され始めています。次のしています。LED を用いた照明器具は、このよう図は一般白熱電球と LED 電球の消費電力や寿命に低消費電力化や長寿命化が可能なため CO2 排を比較したものです。LED 電球は、一般白熱電球出量を削減できるなど環境に優しく、一般白熱電に比べて消費電力は約 1/8 であり、電気代・CO2球などの、代替製品として各種照明器具への LEDを約 87%削減することができます。また、一般の採用が今後加速していくでしょう。

小電力

約 47,520 円

40,000 時

1/8

間使うとこん

なにお得！

約 10,560 円

約 6,072 円

一般白熱電球

電球型蛍光ランプ

LED 電球LW100V54W55

EFA15EL/12-R

LEL-AW6L/2

注：CO 2 は製品の電力消費過程における発生量。電気代の算出基準は電力料金目安単位 0.022 円 /Wh による（税込み）

長寿命

40 倍

1,000 時間

40,000 時間

6,000 時間

一般白熱電球

電球型蛍光ランプ

LED 電球LW100V36W

EFA10EL/8-R

LELAW4L/2

LW100V54W55

EFA15EL/12-R

LEL-AW6L/2
出典：
（株）東芝

各種照明と LED 消費電力

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よくわかる半導体■ 家電製品
年間省エネ効果 (2007 年 )エアコン、冷蔵庫、洗濯機、照明などの家電製品は、半導体を用いたインバータ制御の導入でルームエアコン

201 x 108 kWh

消費電力を大幅に削減できます。

ノンフロン冷蔵庫（351-400L)

95 x 108 kWh

全自動洗濯機

6 x 108 kWh

照明器具

33 x 108 kWh

温水便座

87 x 108 kWh

合計

422 x 108 kWh

国内保有の家電製品の全てにインバータ制御を導入した場合、422 × 108 kWh の年間省エネ効果が期待できるとの推計データがあります。

（出所：東大・松野准教授）■ 電気自動車やハイブリッド車
電気自動車やハイブリッド自動車では、エン比較すると、電気自動車では 68 %、ハイブリッ

ジン・モーター制御、電力制御に半導体技術が大ド自動車の市街地走行で 40 %以上の削減につなきく貢献しています。CO2 排出量をガソリン車とがっています。

（出所：みずほ総研）

2. 社会システムの省エネ■ ETC による CO2 排出量の削減
半 導 体 応 用 機 器 な ど で 構 成 さ れ る ETC

すように、毎年 ETC 利用率の増加が料金所の渋（Electronic Toll Collection System：ノンストップ滞量を減少させています。その結果料金所の CO2料金支払システム）の利用率が増加し、料金所の排出量は年々減少しており、2006 年度において渋滞が減少しています。国土交通省によると、下は全国で 16 万 t-CO2 が削減されました。

図の首都高速道路の大井本線料金所のデータが示
ETC 利用率

渋滞量 [km・h/日 ]4068.7％353080％
70％

55.6％

60％

26.1

2550％

2040％
30％

159.3
9.3％

10
5

21.3％

2.9％

2.202002

2003

20％

5.82004

2005

10％

0.6
20060％（年）

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半導体の社会貢献■ スマートメーター
近年、スマートメーターと呼ばれる、新しいタイプの電力計の導入が始まっています。

握し管理できるようになるため、電力の利用効率を高めることができます。

半導体を内蔵したスマートメーターは、通信

将来は、スマートメーターと家庭内の冷暖房機能を備えることにより、家庭の電力使用量を逐空調設備、給湯器などを LAN でつなぎ、それら次電力会社などに伝えることができます。この情の機器の省エネ制御を行うことも不可能ではあり報を使えば、電力会社が電力需要をより正確に把ません。

出典：WSC■ IT 活用による環境負荷低減
半導体の CO2 排出量に関するいくつかの事例を調査したところ次の結果が得られました。

項目
パソコン普及による影響

CO2 排出量の増減+360 万t-CO2

VICS による影響-35万t-CO2

ETC による影響-16万t-CO2

産業の I T 化による影響-850万t-CO2

業務効率化の影響

一部効果は重複していると思われる。

-1,300万t-CO2（出所：みずほ総研）

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パソコンの普及により CO2 排出量は増加して500 万 t）、を差し引いても全体としては、社会のいますが、サプライチェーンの見直しを初めとす

CO2 排出量削減に半導体産業は大きく貢献している業務効率の改善などにより大幅に CO2 排出量ると言えます。

が削減されており、調査項目の合計では年間で約半導体応用機器が CO2 削減や省エネを実現し1,800 万 t の削減となりました。この調査によれているシステムとしては、他にも次のような事例

ば、半導体製造時における、年間 CO2 排出量（約があります。

【量販店 POS システム】
店舗ごとのサーバーを本部に集約し、電力の消費量、オフィススペースの削減【e ラーニングシステム】
集合研修にインターネットを利用し、自席受講とすることで人の移動、紙の消費量などの削減【車載ステーション】
配送車の運転状況を管理し、省エネ運転を実施することで、燃料の消費量の削減

3. まとめ
半導体そのものや半導体を搭載した製品・シた機器・システムは、社会全体の CO2 排出量削

ステムに焦点を当て、半導体の省エネルギー効果減に貢献しており、環境立国を目指す我が国におについて定量的な分析を行いました。

いて、非常に重要な役割を果たしていると言えま

ここまで見てきたように、半導体は、製造時す。

において CO2 を排出しますが、半導体を搭載し12

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IV. 日本のものづくり競争力への半導体産業の貢献
半導体は、自動車や電気製品といった国際的に高く評価されているものづくりの競争力に大きな貢献をしています。ここでは、半導体が、①製品のイノベーション（革新）の源泉であり、②さまざまな産業への波及効果を持ち、③そこで多様な知恵を生み出していることを確かめてみましょう。

1. 半導体はイノベーションの源泉
日本は、過去に高度経済成長と呼ばれる発展インパクトをもたらしたのです。

を通して世界第 2 位の経済大国になりました。要また自動車でも、1970 年代のオイルショック因としては自動車やテレビなどの工業生産の躍進( 石油供給危機 ) の際、世界に先駆けてエンジンがあります。その陰に半導体の存在があったことの電子制御に半導体を適用し、燃費性能を飛躍的を見逃すことはできません。に向上させたことが、日本の自動車産業の世界的例えばテレビの生産では、1960 年代後半に日な躍進の原動力となっています。

本は米国を抜き世界一の座を獲得しました。この最近のデジタル機器でも、例えばデジカメは日米逆転の主な要因は、日本の技術者が世界でも世界シェア５割強 ( 一眼レフでは 100％ ) と圧倒

いち早く半導体の持つ革新性に着目し、当時真空的な強さを誇っていますが、ここでも半導体 ( 撮管や個別の部品で作られていたテレビの内部の回像素子や画像処理回路 ) の進化が、デジカメに画路を半導体で実現したことによります。半導体の期的な性能向上をもたらし、日本メーカの強さの採用がもたらす圧倒的な商品競争力は、最終的に源泉になっているのです。

は米国をテレビ生産からの撤退に追い込むほどの生産台数（百万台）

20

パノラマ画像合成
振り向き・笑顔認識シャッター
超高感度撮影10超高速連写
オートフォーカス

01960

1965

1970

1975

1980 年

日米テレビ生産高の逆転は半導体の積極採用が主要因

手振れ補正

半導体の進化がもたらすデジカメの飛躍的な機能向上

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2. さまざまな産業への波及効果
半導体で培われた多種多様な技術は他産業にる定義 ) への技術波及効果が確認されました。さおいてどのように応用されているのでしょうか。

らに 48 の製品事例が抽出されました。そのいく半導体技術の他産業における応用について調査しつかを次に紹介します。

た結果、24 にも及ぶ他産業部門 ( 産業連関表によ■ 微細化技術 : 液晶パネル
日本のデジタル家電の顔である薄型テレビ

チング、ドーピングといった半導体産業で鍛の心臓部ともいえる液晶パネルは、半導体のえ上げられた微細加工技術が応用されている製造プロセスと同じ技術を用いて製造されてのです。これは、半導体技術の波及効果として、いることをご存知でしょうか。パネル上には国際的な競争力を持つ産業が生み出された典映像を表示するためのトランジスタが形成さ型的な事例です。

れますが、そこには、薄膜形成、露光、エッ■ 洗浄技術 : 逆浸透膜
半導体の洗浄工程での厳しい要求に応える飲料水への浄化を可能にします。果汁や乳製ために、純度の高い「超純水」を精製する逆品・化学薬品の濃縮にも用いられ、日本が世浸透膜が開発されました。それは、海水から界の 60％のシェアを誇る自慢の技術です。

■ レーザー技術 : 医療用エキシマレーザー
半導体の露光工程用に開発されたエキシマレーザーは、使用時にほとんど熱を発しないことから、最近ではレーシックなどの視力矯正手術においても利用されています。

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半導体の社会貢献

電磁波シールド

逆浸透膜
医療用エキシマレーザー

産業市場

塗装
（自動車の内装、建材、ルアー等）

バイオチップ

太陽電池

無痛針
超純水

製造プロセス

成膜
真空断熱材

民生市場

光触媒膜による親水ミラー

日焼け止め
光の反射膜・透過膜・反射防止膜

露光

エッチング

CD、DVDメディア

洗浄

半導体技術の複合

超音波洗浄器

フラットパネル・ディスプレイ（液晶）インクジェットプリンタのヘッド

出所：三菱総研

半導体の生産における高度な製造技術は、多くの産業や製品に応用され、日本のものづくり産業を支えています3. 生み出される多様な知恵
半導体産業におけるものづくりの知恵が、他の産業に波及しています。
半導体は、数百からなる複雑な工程を経て製造されます。この長い工程を通じて、高い良品率を収集し、それに基づく科学的な管理手法の確立が必須でした。こうして生み出された工程管理や品質管理などの考え方やノウハウが、日本のものづくりに貢献してきました。

( 歩留り ) を確保するためには、各工程のデータおわりにこのように半導体産業は、日本の社会、経済、環境、技術に大きな貢献を与えていることが分かります。こうした点から考えると、半導体を単なる一産業として見るのではなく、社会基盤産業として見る必要がある、と言っても過言ではありません。
21 世紀の「科学技術立国」を目指すわが国にとって、半導体産業は、必要不可欠な産業なのです。

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