韓国通商産業資源部(日本の経済産業省に相当)傘下の特許庁は、主要5カ国(韓国、米国、日本、中国、EU)における、2011年以降に出願されたFinFETならびに次世代トランジスタ構造「Gate-All-Around(GAA)」の特許出願件数の傾向をまとめたことを明らかにした。

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    トランジスタ構造の進化の変遷 (出所:Samsung Electronics)

それによると、2011年以降、毎年、主要5カ国に出願されたFinFET関連特許は、2017年に1936件と最大数を記録した後、減少に転じている。一方、次世代トランジスタ構造であるGAA関連特許は毎年30％近い増加を見せ、2017年に173件であったものが、2018年に233件、2019年には313件とまだ絶対数は少ないものの増加傾向にある。

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    主要5カ国・地域において2011年以降に特許出願されたFinFETおよびGAAの特許件数の推移(2020年の特許件数はそれまでの傾向を元に韓国特許庁が予測) (出所:韓国特許庁)

また、2011年以降の各社のFinFETならびにGAA FET関連特許出願数のトップ10を見ると、FinFET、GAA FETともにTSMCがトップ。FinFETは2位に中国SMIC、GAAが2位にSamsung Electronicsが入っている。次いでIBM、GlobalFoundries(GF)、Intelと続き、6位に東京エレクトロン(TEL)が入っている。また、GAAの出願数シェアはTSMCが31.4％、Samsungが20.6％とこの2社で過半を超しており、IBMの10.2％、GF5.5％、Intel4.7％とその後を米国勢が追撃する構図となっている。

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    FinFETおよびGAA関連の特許出願件数ランキングトップ10(2011年-2019年の総計)。表の左から、順位、企業名、国・地域名、特許件数、全体に占める割合 (出所:韓国特許庁)

FinFET特許件数順位

  • 1位:TSMC(台湾)
  • 2位:SMIC(中国)
  • 3位:Samsung Electronics(韓国)
  • 4位:IBM(米国)
  • 5位:GlobalFoundries(米国)
  • 6位:UMC(台湾)
  • 7位:Intel(米国)
  • 8位:中国科学院(中国)
  • 9位:Qualcomm(米国)
  • 10位:ルネサス エレクトロニクス(日本)

GAA FET特許件数順位

  • 1位:TSMC(台湾)
  • 2位:Samsung Electronics(韓国)
  • 3位:IBM(米国)
  • 4位:GlobalFoundries(米国)
  • 5位:Intel(米国)
  • 6位:東京エレクトロン(日本)
  • 7位:中国科学院(中国)
  • 8位:Qualcomm(米国)
  • 9位:imec(ベルギー)
  • 10位:Applied Materials(米国)

TSMCは、2022年後半より量産を開始する予定の3nmプロセスでは、従来同様のFinFETを採用するとしている(GAAは2nmからを予定)一方で、Samsungは3nmからGAAを採用することを決めている。

なお、韓国特許庁のバン・ギイン半導体審査事務官は、この調査結果を踏まえ、「現在、5nmプロセスでの半導体製造が可能なのはTSMCとSamsungのみだが、Intelがファウンドリ事業へ進出を表明しているほか、米国バイデン政権の半導体への積極的な投資などを考慮すると、先端半導体の開発競争は今後、さらに激化していくことが予想される」とコメントしている。