第2回と第3回では、半導体の微細化の技術面を見てきました。第4回目の今回は、ビジネス面を見ることにしましょう。

2021年03月02日 公開
2025年04月23日 更新

第４回　半導体の微細化と半導体ビジネス
～半導体産業の発展を牽引した製品とは：トランジスタラジオと電卓～

半導体産業の立ち上げを牽引した製品

どういう製品が半導体産業の立ち上げを牽引したのかをまず見ておきましょう。

まずは集積回路以前です。1947年に誕生したトランジスタを使った最初の製品は補聴器で、小型・低消費電力を実現し性能向上に大きく貢献したようです。その後第１回で書いたように、1955年に東京通信工業（現ソニー）が電池駆動で携帯型のトランジスタラジオの商業生産に成功します。トランジスタは自社開発・自社生産でした。実は東京通信工業がトランジスタラジオを発売する前年の1954年末に、米国でトランジスタラジオが発売されましたが商業的には成功せず、東京通信工業のトランジスタラジオが世界最初の商業的に成功したトランジスタラジオです。これ以降テレビ等様々な民生品へ半導体が採用されていきます。

1950年代末の 集積回路の発明以降で最初に集積回路が大量に使われて商業的に成功した製品は電卓（電子式卓上計算機）です。日本製電卓が世界市場を席巻し、日本はもちろん世界の半導体産業の発展に大きく貢献しました。

私の大学時代はパソコン普及以前なので理科系の学生が使える最新のデジタル機器は関数電卓でした。右の写真は私が研究室に配属された後の1970年代末に大学の生協で買ったプログラム関数電卓です。使ってはいませんが今でもちゃんと動きます。写真は2¹⁰=1024を計算したところです。現在の日本では関数電卓はさほど売れてはいないようですが、世界の教育市場では今でも年間何千万台も売れているようです。

電卓の発展と半導体の高集積化

電卓の発展の歴史は、半導体の高集積化がもたらす革命的な効果を示す最初でかつ典型的な事例です。新しい半導体デバイスの採用と高集積化による機器の小型化、低価格化と低消費電力化。それによる据置型のビジネス用から携帯可能なパーソナル用へのビジネス拡大と半導体需要の爆発的な増加。米国での半導体の応用は軍事や航空宇宙が中心だったようなので、電卓が半導体の用途拡大のきっかけにもなりました。

では電卓発展の歴史を見てみましょう。真空管を使用した世界初の電卓は1962年に英国の企業が作りましたが、Geトランジスタを使用した世界初のオールトランジスタ電卓は日本製で1964年に発売され約50万円でした（1964年は東京オリンピックの年です）。その後毎年のように日本で新しい半導体デバイスを使った製品が発売されます。翌年の1965年にはSiトランジスタ、その翌年の1966年には早くも集積回路（IC）の採用、さらにその翌年の1967年にはバイポーラトランジスタのICからMOSトランジスタのICへ進化、1969年には大規模集積回路（LSI）の採用、残念ながら最初のLSI電卓は米国製のLSIでしたが、1970年には初の国産LSI採用電卓、そして1971年にはついに１チップLSI電卓が登場しました。なんとGeトランジスタから1チップLSIまでたったの7年です。半導体部品の数は、最初のトランジスタ電卓がダイオードとトランジスタ合わせて3000個弱あったものが、1971年には1チップすなわち1個になりました。1964年に50万円した電卓がLSIを使って70年代前半には1万円程度まで低価格化が進み、事務機器からパーソナル機器になり爆発的に売れました。

当時の電卓メーカーはそれぞれ各社専用の電卓用LSIを使っていたようですが、TIが日本に工場を作って1971年に外販用の電卓用1チップLSIを市場に投入したため、システム設計をしなくても組み立てるだけで誰でも電卓が作れるようになり、一時は日本で数十社が電卓市場に参入し「電卓戦争」と言われました。

電卓で使われたプロセスの微細化の程度は、ネットでざっと調べた限りでは、1967年の電卓に使われた集積回路は搭載素子数が数十個程度のICで最小寸法15μm、上述の1971年のTIの1チップLSIは約5,000個のトランジスタを搭載し最小寸法10µmだったようです。微細化も進み大幅に集積度も上がっています。微細化の程度を現在と比較すると、最先端のEUV露光装置を使った2025年時点での最先端プロセスの最小加工寸法が約10nmなので、当時の千分の1程度に微細化されていることになります。

第1回でお話ししたムーアの法則の原論文が発表されたのが1965年で、ムーアはこの論文で10年後の半導体業界の予測をしました。上で述べた電卓の話は、まさにこの予測期間内前半の出来事ですね。

表：電卓と半導体デバイス発展に関する年表

電卓はまさに立ち上がったばかりの半導体産業の発展を牽引し、その後の半導体ビジネスの土台を作った製品と言えます。よく知られている話ですが、最初のマイクロプロセッサも電卓用の集積回路として開発されました。電卓に続くPCやスマホ等のデジタル機器とそれを支える半導体ビジネスの土台を電卓が作ったといって過言ではないと思います。コンピュータが小さく低価格になることでパーソナル機器（PC：パーソナルコンピューター）になり、電話が携帯できるパーソナル機器（スマホ）になったのも電卓と同じような流れです。ただし当時の集積回路の実力では多分電卓が限界だったのではないかと思います。その後の微細化による高集積化の進展でPCやスマホが実現することになります。

今回は、半導体産業の立ち上げ時期（～1970年代前半）についてのお話でした。今回取り上げたトランジスタラジオも電卓も日本の会社と日本人が大きな役割を果たした製品です。どちらも半導体を使うことで小型化・低価格化・低消費電力化が進んで個人が携帯できるパーソナル機器になり爆発的に数が出たという点は同じです。次回は時を現在に戻して、最先端微細プロセスのビジネス関連のお話をしたいと思います。

2025年04月23日 更新
「電卓の発展と半導体の高集積化」の節を以下のように修正しました。
１．「当時の電卓メーカーはそれぞれ各社専用の」で始まる第3パラグラフの下にTI社の説明を※で追加しました。
２．「電卓で使われたプロセスの微細化の程度は」で始まる第4パラグラフの説明内容を修正し、パラグラフの下に※で補足説明を追加しました。
３．年表の下の「電卓はまさに立ち上がったばかりの」で始まるパラグラフに微修正（用語の統一等）を加えました。

※その他の記事はこちら：
シリーズ：半導体の微細化
　　第１回： 半導体の微細化 ムーアの法則とは
　　第２回： 半導体の微細化と半導体プロセス
　　第３回： 半導体の微細化と国際半導体技術ロードマップ
　　第４回： 半導体の微細化と半導体ビジネス
　　第５回： 半導体の微細化と半導体ビジネス その２
　　第６回： 半導体の微細化と半導体デバイス
　　第７回： 半導体の微細化　スケーリング則とは
　　第８回： 半導体の微細化　スケーリング則の限界
　　第９回： 半導体の微細化とアナログ回路

シリーズ：Siウェーハの大口径化
　　第１０回： Siウェーハの大口径化 ～ありふれた物質Si（シリコン）が主役になるまで～
　　第１１回： Siウェーハの大口径化（その２） ～Siウェーハができるまで～
　　第１２回： Siウェーハの大口径化（その３） ～大口径化の理由と歴史～

シリーズ：半導体産業の水平分業化
　　第１３回： 半導体産業の水平分業化とファブレスの躍進
　　第１４回： 半導体産業の水平分業化の歴史～ファブレス半導体企業の誕生～
　　第１５回： 半導体産業の水平分業化の歴史～ファウンドリの誕生～
　　第１６回： 半導体産業の水平分業化　～ファウンドリは下請けか？～
　　第１７回： 半導体産業の水平分業化　～製品別、国別の水平分業の実態（前編）～
　　第１８回： 半導体産業の水平分業化　～製品別、国別の水平分業の実態（後編：国別）～
　　第１９回： 半導体産業の微細化と水平分業化（番外編）～先端ロジック半導体の起源と定義と種類～
　　第２０回： 先端ロジック半導体の仲間たち ～CPU、GPU、MPU、MCU、SoCとは～
　　第２１回： 半導体産業の微細化と水平分業化（番外編）～チップレットとは～