GAAトランジスタ

GAA（Gate-All-Around）トランジスタは、ゲート電極がチャネルを上下左右の四方から完全に取り囲む構造を持つトランジスタである。従来主流だったFinFETがチャネルの三方をゲートで囲む構造にとどまっていたのに対し、GAAはチャネル全体を制御することでリーク電流を抑え、微細化に伴う短チャネル効果を軽減する。2nm世代以降の最先端半導体製造プロセスにおいて、性能と電力効率を両立させるための基盤技術として位置づけられている。

概要

GAAトランジスタは、ナノシートまたはナノワイヤ状に加工したチャネル層を積層し、その周囲をゲート電極で包み込む構造を特徴とする。Samsungはこの構造をMBCFET（Multi-Bridge-Channel FET）と呼び、IntelはRibbonFETという名称で自社の先端プロセスに採用している。いずれもFinFETでは限界に近づいていた微細化と性能向上を、チャネル制御性の改善によって延命する狙いを持つ。

技術的位置づけ

半導体の微細化はムーアの法則の継続を支える中心的課題であり、FinFETは長年にわたりこの役割を担ってきた。しかし7nm、5nmと世代が進むにつれ、フィン構造ではゲートによるチャネル制御が不十分になり、リーク電流や消費電力の増大が問題となった。GAA構造はチャネルを完全に囲むことでこの制約を解消し、2nm世代を境に主要ファウンドリが相次いで採用する技術的な分水嶺となっている。今後はナノシートの積層数増加や幅の最適化によって、さらなる性能・電力効率の改善が見込まれている。

主要な動向

2026年に入り、GAA技術を軸とした半導体製造の競争が一段と鮮明になった。2026年4月には、Samsung Foundryの2nmプロセスの歩留まりが60%に達したと報じられ、GAA構造を採用する同社の量産技術が実用段階に近づいていることを示した。同社のGAA型2nmプロセスは、2026年5月に報じられたExynos 2600の持続性能評価にも関わっており、液体窒素冷却下のSnapdragonを上回る持続性能スコアを記録したとされる結果に技術的な土台を提供したとみられる。

2026年6月には、新体制のIntelがLip-Bu Tan CEOのもとで14A・18Aプロセスの展望を示し、GAA構造を採用するRibbonFETと先進パッケージング技術を組み合わせた戦略が、2026年後半の転換点として注目された。同時期には、AppleがIntelファウンドリとの提携を検討しているとの報道もあり、TSMC一極依存からの脱却を図る動きの中で、GAAベースの先端プロセスを持つ複数のファウンドリを組み合わせる供給網多重化が進みつつある。

さらに2026年6月には、Rapidusが2676億円規模の資金調達を完了し、国内での2nm世代量産に向けたGAA技術の実装を加速させていることが明らかになった。一方でTSMCが主要顧客に対して先端半導体の価格引き上げを通知し始めたとの報道もあり、GAAを含む最先端プロセスの製造コスト上昇が、NAND・DRAM価格やスマートフォン価格にも波及する可能性が指摘されている。これらの動きは、GAAトランジスタが単なる技術的選択肢を超え、半導体業界全体の供給網構造と価格構造に影響を及ぼす要素となっていることを示している。