半導体工場の「門番」と「目」と「神経系」：VAT・HORIBA・MKSという見えない王者たち

GPUより重要なもの

半導体産業の主役は誰なのか

2025年から2026年にかけて、世界の株式市場で最も注目された企業の一つがNVIDIAだった。AIブームの中心に立ち、時価総額は一時世界最大級に達した。ニュースでは連日のようにGPUが語られる。生成AIの性能競争、データセンター投資、国家間のAI覇権争い。半導体産業は、まるでGPUを中心に回っているように見える。

しかし、実際の半導体工場を見れば、少し違う景色が見えてくる。NVIDIAは半導体を設計する。しかし製造はしない。TSMCは半導体を製造する。しかし工場を構成する数万点の部品を作るわけではない。ASMLはEUV露光装置（極端紫外線を使う最先端の露光装置）を作る。しかし装置内部の真空環境を維持するバルブは作らない。

つまり、半導体産業は一社で成立していない。むしろ無数の企業が積み重なって成立している。その中には一般にはほとんど知られていない企業も多い。しかし実際には、そうした企業こそが半導体工場を支えている。

工場は「環境」を作る場所だった

一般の人は、半導体工場というと巨大な機械が並ぶ場所を想像する。確かにそれは間違いではない。しかし工場内部で本当に重要なのは機械そのものではない。環境である。

半導体製造とは、シリコンウェーハ（半導体の素材となる円盤状の薄板）の上にナノメートル単位で回路を形成する作業だ。現在の先端半導体では、回路線幅は数ナノメートル(1ナノメートル＝10億分の1メートル)まで縮小している。これは人間の髪の毛の数万分の一という世界だ。

この領域になると、工場内のあらゆる要素が品質に影響する。温度、湿度、圧力、振動、流量、微粒子。これらを極限まで管理しなければならない。つまり半導体工場とは、「チップを作る場所」というより、「完璧な環境を維持する場所」なのである。

半導体製造は総力戦になった

1980年代の半導体工場と現在の工場では、複雑さがまったく違う。当時は一社で対応できる領域も多かった。しかし現在は違う。EUV露光装置だけでも数十万点以上の部品で構成されている。一台数百億円、重量180トン超。その中には世界中の企業の技術が詰め込まれている。

例えばASMLのEUV露光装置を動かすためには、ドイツ企業の光学技術、アメリカ企業のレーザー技術、スイス企業の真空技術、日本企業の制御技術といった技術が同時に必要になる。つまり最先端半導体は、一社の技術ではなく、世界中の専門企業の集合体によって作られている。

工場停止が許されない世界

半導体工場が特殊なのは、停止が許されないことだ。一般的な工場なら、一時停止して点検することもできる。しかし半導体工場では事情が違う。工程数が非常に多い。ウェーハは数百工程を通過する。途中で停止すると、生産計画全体に影響が及ぶ。

さらに先端工場では投資額も巨大だ。現在の最先端ファブ（半導体工場のこと）では、一工場あたり数兆円規模の投資が行われている。その工場が停止すれば、損失は数億円どころでは済まない。だから半導体産業では、「壊れないこと」が極めて重要になる。そして、その役割を担う企業群が存在する。

本編で見る企業たち

この本編で取り上げるのは、一般のニュースにはほとんど登場しない企業たちだ。真空バルブの王者VAT、計測と分析のHORIBA、ガス制御とRF電源のMKS Instruments、そして第一編、第二編で取り上げたSMCやCKD。

彼らに共通するのは、半導体そのものを作っていないことだ。しかし、半導体工場が存在する限り必要になる。しかも代替が難しい。だから高い利益率を維持できる。だから何十年も成長を続けられる。

半導体産業を深く理解すると、主役は必ずしもGPUメーカーではないことが分かる。むしろ本当に重要なのは、工場を止めない企業たちなのだ。次章では、半導体工場の根幹を支える技術である「真空」の世界に入っていく。なぜ半導体製造は真空なしでは成立しないのか。そして、なぜスイスのVATが世界シェア70%という驚異的な地位を築けたのか。その背景から見ていこう。

第一章　半導体製造は「真空産業」である

なぜ真空がなければ半導体は作れないのか

普段の生活で真空を意識することはほとんどない。真空パックの食品、魔法瓶、掃除機。せいぜいその程度だろう。しかし半導体工場では違う。実は、最先端半導体の多くは「空気のない空間」で作られている。

この事実は一般にはあまり知られていない。半導体というと、シリコンウェーハや微細回路、あるいはAI向けGPUが注目される。しかし実際の製造現場では、その前提として真空環境が存在している。もし真空技術がなければ、TSMCも、Samsungも、Intelも、最先端半導体を作ることはできない。それほど重要な技術なのである。

なぜ空気が邪魔になるのか

半導体製造では、シリコンウェーハの表面に極めて薄い膜を形成する。厚さはナノメートル単位。原子レベルに近い精度が求められる。ここで問題になるのが空気だ。私たちが吸っている空気には、窒素、酸素、水蒸気、微粒子、有機物などが含まれている。日常生活では問題にならない。しかし半導体製造では致命的になる。

例えば成膜工程（ウェーハ上に薄い膜を形成する工程）。ウェーハ表面に均一な薄膜を形成したい。その時に空気中の酸素が混入するとどうなるか。膜の品質が変わる、電気特性が変わる、歩留まり（製造したうち良品として出荷できる割合）が下がる。つまり空気そのものが不純物になる。そこで空気を取り除く必要がある。これが真空技術の出発点だ。

半導体工場は巨大な真空システム

半導体製造装置の内部を見ると、多くの工程が真空状態で行われている。例えば成膜、例えばエッチング（不要な部分を化学反応で削る工程）、例えばイオン注入（半導体特性を変えるための不純物を打ち込む工程）。どれも真空環境が前提になる。

成膜では原子や分子をウェーハ表面へ均一に付着させる。エッチングでは微細回路を削る。イオン注入では半導体特性を変えるための不純物を打ち込む。これらは空気中ではうまく制御できない。だから装置内部を真空にする。

興味深いのは、その規模だ。最先端工場では数百台から数千台の真空装置が稼働している。つまり半導体工場全体が、巨大な真空ネットワークになっているのである。

真空は「作る」より「維持する」が難しい

ここで重要なポイントがある。真空技術の難しさは、真空を作ることではない。真空を維持することだ。例えば密閉容器の空気を抜けば真空に近い状態は作れる。しかし半導体製造装置は違う。

内部では、ガスを入れる、反応させる、排気する、再びガスを入れる、という動作を高速で繰り返している。つまり真空状態を保ちながら、生産活動を続けなければならない。しかも24時間365日だ。

ここで重要になるのが、真空ポンプ、真空計、真空バルブ、流量制御機器になる。そしてこの世界に君臨している企業がある。それがVATだ。

半導体工場を止める最大の敵

真空システムが恐れられる理由は単純だ。壊れると工場が止まる。例えば真空漏れが発生する、圧力が安定しなくなる。すると成膜品質が変わる、エッチング精度が狂う、歩留まりが低下する。場合によっては装置そのものが停止する。

半導体工場では、こうしたリスクを極端に嫌う。なぜなら工場停止コストが莫大だからだ。一台の装置が止まる、それだけでも大きな損失になる。工場全体へ波及すればさらに大きい。だから半導体メーカーは、真空機器選定に非常に慎重になる。そして一度採用したメーカーを簡単には変えない。ここに真空業界特有の参入障壁が生まれる。

真空技術の王者VAT

世界には多くの真空関連企業が存在する。しかし半導体向け真空バルブの世界では、一社が圧倒的な存在感を持つ。それがスイスのVAT Groupだ。一般知名度は高くない。ニュースで取り上げられることも少ない。しかし半導体業界では知らない人はいない。

なぜなら、世界の最先端半導体工場の多くでVAT製バルブが使われているからだ。TSMC、Samsung、Intel、Micron、SK hynix。そして、ASML、Applied Materials、Lam Research、東京エレクトロン。こうした企業群の装置内部にもVAT製品が入り込んでいる。

興味深いのは、VATが半導体そのものを作っていないことだ。しかしVATがなければ、多くの半導体工場は正常に動かない。これはSMCやCKDとも共通する構造である。

なぜ真空企業が高利益率なのか

真空業界は一見すると地味だ。しかし実際には極めて高収益な企業が多い。その理由は第二編で見た空気圧業界とよく似ている。信頼性、認証、実績、長期供給。これらが重要だからだ。

真空バルブ一つ変更するだけでも、再評価、再認証、再検証が必要になる。すると顧客は簡単にサプライヤーを変更できない。結果として高い利益率が維持される。つまり真空業界もまた、「信頼性経済」なのである。

AI時代は真空企業の時代でもある

現在、AI向け半導体需要が急増している。すると工場が増える、装置が増える、真空システムも増える。つまりGPU需要の拡大は、最終的に真空企業へも波及する。

興味深いのは、多くの投資家がこの構造にまだ気づいていないことだ。NVIDIAは有名だ。TSMCも有名だ。しかしVATを知る人は少ない。それでも実際には、最先端半導体工場の心臓部を支えている。だからこそ、VATは長年にわたり高い利益率と高いシェアを維持しているのである。

次章では、このVAT Groupをさらに深掘りする。なぜスイスの一企業が、半導体向け真空バルブで世界シェア約70%という驚異的な地位を築けたのか。そして、なぜ誰も簡単には追いつけないのか。その競争優位の正体を解き明かしていく。

第二章　VATはなぜ世界シェア70%を維持できるのか

半導体工場の「門番」を支配したスイス企業

半導体業界には不思議な企業がある。売上規模はTSMCほど大きくない。NVIDIAのようにニュースになることもない。一般消費者が製品を買うこともない。しかし業界関係者に社名を出すと、誰もが知っている。それがVAT Groupである。

1965年にスイス・ザンクト・ガレン州のハーグで創業した同社は、半導体向け真空バルブ市場で圧倒的な地位を築いている。世界シェアは2020年頃の50%弱から、2025年には約70%まで上昇している。つまり世界中の半導体工場が増設されるたびに、VATが関わる可能性が高い。生産拠点はスイス本社のハーグに加え、マレーシアのペナン、ルーマニアのアラッド、台湾の新竹（シンウー）に展開。世界29カ国に販売・サービス拠点を持ち、グループ全体で2,000人以上が働いている。

しかし多くの人はその存在を知らない。なぜだろうか。それはVATが最終製品ではなく、工場そのものを支える企業だからである。

真空バルブとは何か

半導体業界以外の人にとって、真空バルブは馴染みがない。しかし工場の中では極めて重要な部品だ。役割は単純である。真空空間を開閉する。ただそれだけだ。ところが半導体製造では、その「ただそれだけ」が異常なほど難しい。

例えばエッチング装置を考えてみよう。装置内部では、真空を作り、ガスを導入し、化学反応を起こし、排気し、次の工程へ進む、という流れが何万回も繰り返される。この時、真空状態を正確に制御できなければ工程そのものが成立しない。つまり真空バルブは、真空環境の出入口なのである。

半導体工場の門番

VATを説明するとき、「半導体工場の門番」という表現がしっくりくる。なぜなら真空バルブは、真空空間と外部空間を隔てる存在だからだ。半導体工場では、空気を入れてはいけない、微粒子を入れてはいけない、湿気を入れてはいけない、汚染物質を入れてはいけない。そのため、真空空間を完全に管理する必要がある。

もしバルブがわずかに漏れるだけでも問題になる。歩留まり低下、工程異常、装置停止。最悪の場合は生産ロスにつながる。つまり真空バルブは、単なる部品ではなく、工場全体の品質を守る最後の砦なのである。

なぜ誰も追いつけないのか

ここで疑問が生まれる。バルブなら他社も作れるのではないか。なぜVATだけが圧倒的なシェアを持つのか。その理由は、要求精度の異常な高さにある。半導体向け真空バルブには、極めて高い密閉性、高速開閉、長寿命、低発塵、高耐久性が求められる。しかも何十万回、何百万回という動作に耐えなければならない。普通の産業用バルブとは世界が違う。

さらに難しいのは、バルブ単体では評価されないことだ。装置メーカーとの共同開発が必要になる。ASML、Applied Materials、Lam Research、東京エレクトロン。これらの企業と長年かけて信頼関係を築く必要がある。ここが新規参入企業には非常に難しい。

最大の参入障壁は技術ではない

多くの人は、VATの強みは技術力だと思う。もちろんそれも正しい。しかし実際には、それ以上に大きな強みがある。それは、認証と実績である。

半導体装置メーカーは保守的だ。TSMCも、Samsungも、Intelも保守的だ。なぜなら工場停止の損失が大きいからだ。もし新しいバルブメーカーを採用すれば、評価試験が必要になる、信頼性試験が必要になる、量産検証も必要になる。数年単位になることも珍しくない。つまり一度採用されると、簡単には外されない。ここがVAT最大の強みなのである。

ASMLがVATを必要とする理由

VATの競争力を理解するうえで象徴的なのがASMLとの関係だ。EUV露光装置は、現在の最先端半導体製造に不可欠である。しかしEUVは真空環境がなければ動かない。なぜならEUV光は空気中で吸収されてしまうからだ。そのため装置内部は極めて高度な真空環境になっている。

そこで重要になるのが真空バルブだ。つまり、ASMLがEUVを作り、VATが真空環境を支え、TSMCが先端半導体を作る、という構造が生まれる。これは非常に面白い。世界最先端技術の裏側で、スイスのバルブメーカーが重要な役割を果たしているのである。

実はSMCやCKDと似ている

VATを調べていると、SMCやCKDとの共通点が見えてくる。どちらも工場を支えている。どちらも認証が重要。どちらも長期供給が強み。どちらも交換されにくい。

つまり彼らは同じ世界にいる。半導体そのものを売っているのではない。工場の信頼性を売っている。だから利益率が高い。だから競争が起きても崩れにくい。だから何十年も成長できる。この構造は半導体業界の本質でもある。

AI時代にさらに重要になる

AI向け半導体が増える、すると工場が増える、工場が増えると真空装置も増える。当然、真空バルブ需要も増える。しかも2nm以降では工程がさらに複雑化する。GAA（Gate-All-Around。トランジスタの電流通路を四方から囲む新構造）、3D積層、先端パッケージ。新しいプロセスが増える。すると真空制御の重要性はさらに高まる。

つまりAI時代とは、GPUの時代であると同時に、真空制御の時代でもある。そして、その中心にいる企業の一つがVATなのである。

次章では、日本企業の代表格であるHORIBA（堀場製作所）を取り上げる。なぜ京都の計測機器メーカーが、世界中の半導体工場で不可欠な存在になったのか。「測れないものは制御できない」という半導体産業の原則から、その強さを解き明かしていく。

第三章　HORIBAはなぜ半導体工場で不可欠なのか

「測れないものは制御できない」を実現した京都企業

半導体業界には、日本発のグローバル企業が数多く存在する。東京エレクトロン、SCREEN、ディスコ、アドバンテスト。そしてHORIBA（堀場製作所）もその一社だ。一般の知名度は決して高くない。しかし半導体業界では極めて重要な存在として知られている。

興味深いのは、HORIBAが半導体そのものを作っていないことだ。露光装置も作らない、エッチング装置も作らない、メモリも作らない。それでも世界中の半導体工場で必要とされている。なぜならHORIBAが扱っているのは、「測る技術」だからである。そして半導体産業では、測定できないものは制御できない、という原則が絶対だからだ。

半導体工場は巨大な計測システム

一般の人が半導体工場を見学すると、まず巨大な装置に目を奪われる。しかし技術者が見ているのは別の部分だ。温度は正常か、圧力は正常か、流量は正常か、ガス濃度は正常か、振動は正常か。つまり工場は常に監視されている。

しかもその精度は極めて高い。例えば最先端半導体では、数ナノメートルの誤差が問題になる。すると製造装置も、その何倍も高い精度で制御されなければならない。そのためにはまず測定が必要になる。つまり半導体工場は、巨大な計測システムでもあるのである。

ガスを測る企業

HORIBAが特に強いのがガス分析だ。半導体製造では大量の特殊ガスが使われる。シラン、アンモニア、アルゴン、窒素、フッ素系ガス。工程によって様々だ。しかも濃度管理が極めて重要になる。