「半導体×データサイエンス」が社会を変える 東京エレクトロンのデータサイエンス戦略

半導体市場の爆発的な成長が見込まれる今、半導体製造装置メーカーに大きな注目が集まっている。その中心的存在の1社が、東京エレクトロン(以下、TEL)だ。「半導体×データサイエンス」で描く、地球と暮らしを支える持続可能な社会とは。

機械学習技術で、半導体製造プロセスの最適化に挑戦

半導体製造装置で国内最大手、世界4強の一角であるTEL※1。同社は「最先端の技術と確かなサービスで、夢のある社会の発展に貢献します」という理念を掲げ、人間とテクノロジーが豊かに共存する未来の実現を目指している。

同社の大きな強みは、保有する装置ラインナップの多さと、半導体の製造に不可欠とされる4つの連続する基幹工程(リソグラフィー、エッチング、成膜、洗浄)すべての装置を製造していることに加え、それぞれが高いシェアを堅持していることだ。

そのTELが、データサイエンティストを積極的に採用しているという。同社でAI・IoT技術の開発およびDX推進を担う、システム開発センターAI開発部部長の松沢貴仁氏はこう説明する。

システム開発センター
AI開発部部長
松沢 貴仁氏

「現在の半導体業界は、性能がよい製品を素早く出した会社がマーケットのシェアを獲得し、その技術が世界のスタンダードになるという、非常にスピーディーな業界です。

半導体の製造は、微細化が進み、ナノメートル(ナノは10億分の1)レベルの精度が求められるようになっています。同時に、半導体製造プロセスが複雑化し、性能を左右する装置パラメーター(変数)が増え続けています。

その組み合わせは天文学的な数になり、手作業で検証することは不可能です。そこで、機械学習アルゴリズムの活用が有効になるのです。

製造プロセスの最適化に向け少しでも早く正解にたどり着くことで、半導体の環境性能向上に寄与したい、そしてよりよい未来の実現に貢献したい。半導体の技術革新には、AI技術の導入が必要不可欠なのです」(松沢氏)

※1 Source: TechInsights Manufacturing Analysis Inc. (VLSIresearch)

TELでデータサイエンティストとして働く醍醐味

AI開発部の北尾俊博氏は2014年にTELに新卒で入社し、今はデータサイエンティストとして活躍する。大学院では制御工学、画像処理、機械学習などを専攻していた。

システム開発センター
AI開発部
北尾 俊博氏

「最初はソフトウェアエンジニアとしてキャリアを開始。その後希望を出し、現在のAI開発部に異動しました。

入社5年目に米国法人に赴任し、2年ほど、ソフトウェア開発やデータを活用した半導体製造プロセス開発の効率化に取り組みました。

帰国後は深層学習による画像処理を用いた業務効率化や、アルゴリズム開発に取り組んでいます」(北尾氏)

半導体製造のプロセス開発工程では出来上がったものが期待どおりに形成されているかを確認するために、ウェーハ※2表面および断面を顕微鏡で撮影し、その幅や粗さを計測して検証する必要がある。北尾氏はこの作業の自動化を目指し、画像処理・機械学習手法を用いたアルゴリズム開発を行っているという。

「入社するまで半導体製造分野の知識はまったくありませんでした。機械学習や統計のみならず、電気工学、プラズマ工学といった物理分野の知見など、学ぶことは多岐にわたりますが、周囲には世界の半導体メーカーのエンジニアと日々意見交換する優秀な仲間がいて、最先端の情報を得ることができます。

また、新しい分野への学びを促す風土に加え、新しい取り組みを全員で楽しむ風土があります。情報や体験の貯金が新たな発想を生み出すヒントになり、多様な価値観を仲間と共有できる環境です」(北尾氏)

※2 IC(半導体集積回路)を作るための材料となる、円形の薄い板

先駆者として「誰もやらないことに挑戦し続ける」

データサイエンティストの活躍の機会は、今後他業界でもますます増大すると考えられるが、TELにおいてその仕事に携わる意義はどこにあるのか。

「近年、AIがここまでポピュラーになっている背景には、AIが要求する計算量を処理できるハードウェア、つまり半導体の進化があります。要するに半導体なしにAIは語れません。

一方で、最先端の半導体を作るためには、データサイエンス、AIの力が必要です。われわれにジョインすれば、世界トップクラスの技術を用いてAIの発展に寄与する仕事ができます。

TELは挑戦を尊重します。裏を返せば、失敗に寛容。よりよい未来の実現に向けて、まだ誰もやっていないこと、世の中にないことを達成したい方には、非常によい環境です」(松沢氏)

現場で直面している課題の解決はもとより、長い目で見て将来的に必要となるテーマに取り組めるのも、強い財務基盤やトップクラス企業との協業関係を持つTELならではの環境だ。

実際に大学や研究機関、国内外のスタートアップ企業との連携も活発に行われ、次世代に向けた技術開発が進められている。学会発表や特許出願に至る成果も数多く生まれているという。

「中途入社の社員には、素粒子を研究していた人、エレベータ制御を研究していた人、自動車の走行データ解析を行っていた人などもいて、多様なバックグラウンドを持つ社員が活躍しています。

製造業界や半導体業界の経験がある方はもちろんのこと、データ解析の経験があれば経済やマーケティング分野の方も歓迎します。世界トップクラスの技術を習得するとともに、ぜひ半導体製造技術の発展に寄与してほしいと願っています」(松沢氏)

半導体を取り巻く業界の最前線で、データ活用を通してよりよい未来の実現に向け挑戦を続けるTEL。業界のさらなる成長を肌で感じながらプロフェッショナルの道を究めたい人には、活躍できる場が待っている。

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