TMTS 2026 技術交流会：次世代半導体材料と性能向上の鍵

図1. 台湾経済部(MOEA)政府長官および業界リーダーとの記念撮影 

今年、台中国際展示センターで初めて盛大に開催された台湾国際工作機械展示会（TMTS 2026）において、漢鼎智慧科技(株)(以下、当社)は、台湾経済部(MOEA)および財団法人精密機械研究発展センター(PMC)が主催する技術交流会に招待されました。本交流会には半導体製造装置業界のリーダーや専門家が集まり、半導体分野に関する講演が行われ、会場は満席となりました。 
当社の朱世煌部長が、直近の業界課題を踏まえ、「金属加工からセラミックスなどの硬脆材料加工への参入」をテーマに講演を行いました。顧客事例を交えながら、従来の金属加工業者が当社の超音波加工技術を導入することで、半導体・AI時代においてどのように新たなビジネス機会を獲得しているのかについて詳しく説明しました。

精密加工業界の転換期：AIチップ市場への参入チャンス

近年、精密加工業界は大きな転換期を迎えています。市場競争は激化し、金属加工の利益率は限界まで圧縮され、収益は低下傾向にあります。
一方で、AIチップ需要の急増を背景に、多くの加工メーカーが半導体製造装置や次世代パッケージング向けのファインセラミックス加工に活路を見出し、新たな受注の獲得につなげています。

AIの計算能力を支える影の立役者：なぜ「セラミックス」なのか？

NVIDIAをはじめとする大手企業ではAIチップの性能向上に伴い、先端パッケージング技術（CoWoS、CPOなど）と熱管理が、その演算能力を安定して引き出すうえで重要な要素となっています。
 

キーポイント 1：熱膨張係数（CTE）の極致要求

AIチップが極めて高温となる環境やプラズマ環境下では、従来の金属材料では熱膨張係数(CTE)の不一致や耐食性の不足といった問題が生じやすく、結果としてチップの寿命を縮めたり、破損・故障のリスクを高めたりする可能性があります。
 

キーポイント 2：過酷な環境下での材料安定性

そのため、優れた熱特性と安定性を備えた炭化ケイ素（SiC）、アルミナ（Al2O3）、およびアルミニウム基炭化ケイ素複合材料（AlSiC）などのファインセラミックスが、放熱基板やテスト治具、半導体製造装置の主要部材として採用されています。
この潮流は加工業界に新たな事業機会をもたらす一方で、これまでにない技術的課題も生み出しています。

図2. 朱世煌部長による「金属加工からセラミックス硬脆材料加工への参入」講演 

チャンスと技術的課題の共存：セラミックス加工はなぜ難しいのか？

チャンスとともに、加工現場では新たな課題が浮上しています。

実例：覚悟と継続的な努力により実現された、ある工場の変革

朱部長は講演の中で、ある工場の実例を紹介しました。2025年初、「金属放熱ベース」を主力とするある加工工場は、粗利益の低下といったレッドオーシャン型の競争に直面し、積極的に事業転換を模索していました。
同年下半期、ようやくセラミックス 材料の試作案件を受注したものの、その後は数か月にわたる試行錯誤に苦しむこととなります。
「工場内のあらゆるツールや加工条件を試したものの、結果は失敗の連続でした」と朱部長は語ります。特に多く見られたのが、セラミックスのエッジに生じる深刻な欠け（チッピング）と、ツールの異常摩耗でした。
 

材料特性の根本的な違い：硬度と破壊靭性

こうした問題の背景には、材料特性の大きな違いがあります。セラミックスは非常に高い硬度を持つ一方で、破壊靭性（Fracture Toughness）が低く、衝撃や応力集中に対して脆いという特性があります。そのため、従来の金属加工における「切削」の発想で加工しようとすると、わずかな接触でも破損が生じてしまいます。この経験を通じて、同工場は根本的な発想の転換を迫られました。すなわち、「塑性変形を伴う材料除去」から「脆性破壊を前提とした研削メカニズム」へと加工原理を切り替え、従来の切削加工から微細研削へと移行する必要があったのです。

図3. 硬脆材料と従来の金属材料の特性の違いに関する説明 

悪魔は細部に宿る：なぜダイヤモンドツールへの交換だけでは不十分なのか？

多くの加工業者は、ツールをダイヤモンド砥石へ交換すれば問題は解決すると考えがちです。しかし実際の現場では、より見えにくい課題に直面します。
 

隠れた課題：セラミックス粉塵の付着

この顧客では、ダイヤモンドツールに交換した最初は問題がないように見えましたが、数回の加工を行ううちに再び不具合が発生しました。ツールを取り外して確認したところ、微細に研削されたセラミックスの切りくずがダイヤモンド砥粒に強く付着（目詰まり）していることが分かりました。ダイヤモンド砥粒がくずに覆われて露出度が低下すると、ツールは本来の研削性能をほぼ失ってしまいます。これこそが、「単なるツール交換では不十分であり、新たな加工手法、すなわち超音波加工技術の導入が重要である」根本的な理由です。
 

新たな課題を克服するために必要な「思考の転換」

硬脆材料の分野に参入し成果を上げるためには、加工工場における発想の抜本的な転換が肝心です。

• 加工方法の転換：従来の「切削」から「研削」へ

• ツール選択の転換：汎用的な超硬ツールから、高硬度材に対応したダイヤモンドツールへの全面的な切り替え

• 材料除去メカニズムの転換：金属加工における「塑性除去」から、硬脆性材料に適した「脆性研削」メカニズムへ

このプロセスにおいては、加工効率と加工抵抗のバランスをいかに最適化するか、さらに表面品質を安定的に制御し、クラックの発生を抑制できるかが、歩留まり向上の鍵となります。

当社のソリューション：超音波技術による「自生発刃」の魔法

粉末付着や加工効率の課題を解決するため、この顧客は最終的に当社の超音波補助加工モジュールを導入しました。
 

毎秒20,000回以上の高頻度微振動がもたらす革命的突破口

毎秒20,000回(20kHz)以上の高周波・ミクロンレベルの振動により、加工プロセスに大きなブレークスルーをもたらします。
 

ブレークスルー 1：砥石の自生発刃（Self-Sharpening）作用

高周波振動による微視的作用により結合剤が部分的に除去され、新たなダイヤモンド砥粒が継続的に露出します。これにより、ツールは常に高い切れ味を維持できます。

ブレークスルー 2：スムーズな切りくず排出と目詰まり防止

振動によってセラミックスの切りくずが効果的 に除去され、粉塵の再付着を防止します。これにより、ワーク表面の二次損傷を抑え、くず付着によるダウンタイムの低減につながります。

ブレークスルー 3：応力除去と加工抵抗の低減

加工時の抵抗力と残留応力を大幅に低減し、セラミックエッジにおけるクラック発生リスクを最小限に抑えます。

図4. 超音波補助加工の原理説明 

変革成功の見えない鍵：起業家精神

自らできると信じる決意

講演の最後に、朱部長は、技術設備はあくまでツールに過ぎず、変革を成功に導く真の鍵は「自らできると信じる起業家精神」にあると強調しました。セラミックス加工への道のりには、必ず課題が伴います。しかし、それを「避けて通れないプロセス」と捉え、主体的に解決策を模索する企業にとって、成功は時間の問題です。
 

既存設備の無痛アップグレードによる二刀流の生産体制

当社は、90％以上のCNC工作機械ブランドに対応する高い互換性と安定性を備えた超音波モジュールを提供しています。これにより、高額な専用設備への投資を行うことなく、既存設備を活用したスムーズなアップグレードが可能となり、「硬脆材料」と「金属」の双方に対応できる柔軟な生産体制を実現します。
高付加価値が求められる半導体業界への挑戦において、当社は皆様を支えます。技術革新を通じて、硬脆材料加工のハードルを乗り越え、グローバルAIサプライチェーンにおける確かなポジション確立を支援します。

図5．当社モジュール対応の主な工作機械メーカー一覧

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