IC（集積回路）と半導体の違いとは？

2024年3月12日

めんま

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私たちが普段から、よく使うパソコンやスマートフォンは、たくさんのパーツで構成されています。

その中でも、「IC（集積回路）」と「半導体」は本体の核とも言える重要なパーツですが、両者には、どういった違いがあるのでしょうか？

この記事では、そんなICチップと半導体の違いについて解説しています。ぜひ参考にしてみて下さい。

IC（集積回路）チップとは何か？

両者の違いを説明する前に、それぞれの概要を解説します。まずは、ICからです。

「IC（Integrated Circuit、集積回路）」とは、多数の電子部品（トランジスタ、抵抗、コンデンサなど）を小さなチップの中に集積したものを指します。つまり、ICは「機能を持った電子回路」であり、それを構成する材料や技術の一部として「半導体」が使われているのです。

ICは主にシリコンウエハー上に製造され、その上にナノメートル単位の微細加工技術で電子回路が作られます。ICには以下のような種類があります：

マイクロコントローラ（MCU）：CPU・RAM・ROM・I/Oポートなどを一つにまとめたIC

アナログIC：信号の増幅や変換などを行う（例：オペアンプ）

デジタルIC：論理演算や記憶などを行う（例：マイクロプロセッサ、メモリ）

半導体とは何か？

一方で、「半導体（semiconductor）」とは、電気を通す導体（金属など）と電気を通さない絶縁体（ガラスやゴムなど）の中間の性質を持つ物質のことです。

代表的な半導体材料にはシリコン（Si）やゲルマニウム（Ge）、ガリウムヒ素（GaAs）などがあります。

「電気を通す、通さない」というのは一見、単純な性質に聞こえますが、コンピューターは、この特徴を利用して、情報の伝達や演算を行っているのです。

特に、半導体の特徴は、外部からのエネルギー（熱、光、電圧など）によって電気伝導性を制御できるという点にあります。この性質を利用して、ダイオードやトランジスタ、ICなどの電子部品が作られます。

また、半導体はp型とn型という2種類に分けられ、これを組み合わせることで電流の流れを制御したり、増幅したり、スイッチとして使うことが可能になります。

両者の関係性

ここまで説明した内容から、まとめると、「半導体」は材料であり、「IC」はその材料を使って作られる製品です。具体的に言えば、ICは半導体技術を用いて製造された電子部品の集合体といえます。

半導体材料は、ICだけでなく以下のような部品にも利用されます：

トランジスタ（バイポーラ、MOSFETなど）
ダイオード（整流、発光、ツェナーなど）
光センサや太陽電池

つまり、半導体は電子部品全体の基盤技術であり、ICはその技術の応用例の一つなわけです。

管理人: めんま

半導体があってこそ、ICが作れるんだね。

具体的な違いのまとめ

項目	半導体	IC（集積回路）
定義	電気伝導性を制御できる物質	半導体材料を使って作られた電子回路の集合体
種類	材料：シリコン、ゲルマニウムなど	アナログIC、デジタルIC、MCU、SoCなど
用途	トランジスタ、ダイオード、ICの材料など	コンピュータ、スマートフォン、自動車などの電子機器内部
技術の役割	回路素子の動作原理を支える基礎	高度な機能を実現する集積化された回路

ICの進化と半導体の重要性

ICの進化は、コンピュータやスマートフォンの性能向上に直結してきました。その中心にあるのが、半導体の微細化技術です。1970年代にはICのトランジスタ数は数千個程度でしたが、2020年代には1つのICチップに数百億個のトランジスタが集積されています。これは、「ムーアの法則」と呼ばれる技術進化の原則に沿って発展してきたものです。

この微細化には、高純度の半導体材料、ナノスケールの製造技術、フォトリソグラフィー、EUV露光技術など、高度な科学と工学の粋が集まっています。