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何故、ソニーは「一眼仕様の2層トランジスタ積層CMOS」を作らないのか?

    導入:カメラファンの素朴な疑問と、そこに漂う違和感

     2023年、スマートフォンの世界に一つの技術的ブレイクスルーがもたらされました。ソニーが開発した「2層トランジスタ画素積層型CMOSセンサー(Exmor T / LYTIA)」です。

     画素層と回路層を分けるだけでなく、これまで同層に並んでいたフォトダイオードと画素トランジスタを縦に積み上げるという、文字通りの構造改革です。
     この技術により、スマホの小さなセンサーであっても、従来の2倍の光を飽和電荷量として蓄え、ダイナミックレンジを劇的に広げることに成功しました。
     ポケットに入るデバイスが、物理的なサイズを超えて一眼レフ並みの画質を手に入れた瞬間でした。

     それから、すでに3年以上の月日が流れています。

     カメラファンであれば、誰もが当然のように、極めて素朴な、しかし本質的な期待を抱いていたはずです。
     「この圧倒的な2層トランジスタ技術が、いずれα1やα7R、あるいはα9といった、ソニーが誇るハイエンド一眼カメラのフルサイズセンサーにも降りてこないわけがない」と。

     しかし、現実はどうでしょうか。
     2026年現在にいたるまで、一眼カメラ向けの「2層トランジスタ積層CMOS」は、ソニー自身からすら、ただの一枚も発表されていません。

     それどころか、直近で鳴り物入りで登場した「α7R VI」のスペックを見て、強烈な違和感を覚えました。
     最高峰の「フル積層型」を謳いながら、その中身は高速化の要であるDRAM(一時記憶メモリ)を省略され、センサー読み出し速度は18ms(約56分の1秒)という、積層の割には安価な既存アセットをやりくりしたような、呆れるほど遅いチグハグな仕様でドロップされたのです。

     従来機よりは速いという言い訳は通用しません。
     フラッグシップのα1 IIはおろか、ミドルクラスの部分積層機にすら劣るそのスピードは、高級機としてのプライドを自ら放棄しているようなものです。

     なぜソニーは、スマホで大成功した最新の2層積層技術を、自社の一眼カメラに投入しないのでしょうか。

     いや、投入「しない」のではありません。
     半導体製造ビジネスの冷徹な構造を紐解けば、ソニーはもう、一眼カメラ用の最先端フル積層センサーを「永久に作れない」という致命的な袋小路に追い込まれているのです。

     メーカーが語るマーケティング的な綺麗事を剥ぎ取り、シリコンウエハーを焼く工場の現場に漂う「嘘とリアル」を、ロジックに基づいて暴いていきましょう。

    第1章:「フルサイズは大きくて作れない」という言い訳の嘘と本当

     「一眼用の2層トランジスタ積層CMOSが発表されないのはなぜか」
     という疑問をメーカーの技術担当者にぶつければ、彼らはきっと口を揃えてこう言い訳するでしょう。

     「フルサイズはセンサーの面積が巨大なため、複雑な2層トランジスタ構造を適用すると歩留まり(良品率)が著しく低下し、技術的に製造が困難だからだ」

     前作『JDI WhiteMagic PROが暴くレガシーカメラの欺瞞』

     において、私はメーカーの並べる言い訳を「欺瞞」と断じましたが、このセンサーサイズにまつわる言説もまた、半導体プロセスの基本を知る者からすれば明らかな「嘘」です。

     物理的な難易度で言えば、むしろ逆なのです。
     スマホ用センサーは、1/1.4インチといった極小のシリコンの中に、5000万画素や1億画素を押し込むために、1画素のサイズを0.6〜0.8μmという、光の波長そのものに迫る極限の微細プロセスで製造しています。
     このナノメートル単位の戦いこそが、最も歩留まりを破壊する原因です。

     対して、35mmフルサイズ一眼のセンサーは、画素数が多くても1画素あたり3〜4μm以上、画素数を抑えたモデルなら5〜8μmもの物理的な巨大さを持っています。
     光を受けるバケツ(画素)そのものがこれだけガバガバに大きいのですから、そこに2層トランジスタ構造を適用すること自体は、スマホ用に比べれば遙かに容易であり、リーク電流などの不良品リスクも圧倒的に低くなります。
     画素が大きくて作りやすいはずのフルサイズが「技術的に作れない」などという理屈は、半導体工学上、1ミリも成立しません。

     技術的には間違いなく「作れる」のです。
     では、何がソニーの足を完全に止めているのでしょうか。

     本当のボトルネックは、画素の難易度ではなく、最先端の露光装置(ステッパー)が持つ物理的な「枠の限界」にあります。

     現在、長崎テクノロジーセンターをはじめとするソニーの最先端12インチ(300mm)ウエハーラインに導入されている超微細露光装置は、スマホ向けの高密度な回路を焼くために最適化されています。
     そして、これらの装置が一度に光を照射して回路パターンを焼き付けられる限界の面積(レチクルサイズ)は、通常「約26mm × 33mm」という世界規格で固定されています。

     ここで、カメラのレガシー規格が牙を剥きます。
     私たちが愛してやまない伝統的な「35mmフルサイズ」の寸法は、36mm × 24mmです。

     お分かりでしょうか。
     幅が36mmあるフルサイズセンサーは、最先端微細ラインの露光枠(幅33mm)の中に、物理的に「1ショットで収まらない」のです。

     画素が大きくてどれほど作りやすくとも、最先端ラインでフルサイズを焼こうとすれば、位置をずらして2回に分けて光を照射し、回路を寸分の狂いなく繋ぎ合わせる「ステッチング(繋ぎ合わせ露光)」という極めて特殊で非効率な曲芸を強いられます。
     これがラインのススループット(生産性)を最悪にし、製造コストを天文学的に跳ね上げるのです。

     「フルサイズ」という、フィルム時代から引きずってきた古い巨大規格そのものが、現代の最先端半導体エコシステムから見れば、ラインの効率をハッキングする「巨大な邪魔者」以外の何物でもなくなっているのが冷徹な現実です。

    第2章:長崎は「スマホの要塞」であり、熊本の旧ラインは「凍結」されている

     前章の事実を踏まえると、次のような反論が聞こえてきそうです。

     「最先端の微細ラインとフルサイズの寸法が合わないのであれば、昔からフルサイズセンサーを焼いてきた、一世代古い、露光面積の広いラインを動かせばいいではないか」

     確かに理屈としては通りますが、ここにはソニーセミコンダクタソリューションズ(半導体部門)の、カメラ市場の枠を超えた冷徹な経営戦略と、社内の「巨大なリソースの奪い合い」が立ちはだかります。

     現在のソニーの半導体キャパシティ(工場の生産スロット)は、完全に2つの巨大な勢力に占有されており、一眼カメラ用の新型センサーが入る隙間など1平方センチメートルも残されていないのが実態です。

     第一の勢力が、スマホ最先端センサーの専用要塞と化した「長崎テクノロジーセンター(Fab 5など)」です。
     ここは2層トランジスタ画素を製造できる国内唯一の最先端12インチラインですが、AppleのiPhone上位モデルや中国メーカーのフラッグシップ機からの「億単位」のバックオーダーを捌くためだけに、24時間365日フル稼働しています。
     前述した、露光の効率を最悪にするフルサイズ一眼のウエハーを流すことなど、工場の管理者からすればライン全体の稼働効率(スループット)を致命的に破壊する行為であり、絶対に許可されません。
     長崎はスマホの製造で完全に目いっぱいなのです。

     第二の勢力が、フルサイズをステッチングなし(1ショット)で焼ける広い露光枠を持つ「熊本テクノロジーセンター」などの旧世代ラインです。

     「ならばここに2層トランジスタの設計図(マスク)を持ち込めばいい」と思うかもしれませんが、半導体ビジネスにおける「マスクを新調し、新型の製造プロセスを立ち上げる」という行為には、数十億円規模の膨大な初期投資と、気の遠くなるようなラインの最適化・検証コストが必要です。

     年間数億台の出荷が確約されているスマートフォンの世界なら一瞬で回収できる投資も、年間わずか数万台〜十数万台しか売れない、プロ・ハイエンド向けの一眼カメラ市場(ソニーで言えばα1 IIやα9 IIIの規模)では、どう転んでも絶対に元が取れません。
     企業としては、新型のフルサイズフル積層ラインを立ち上げた瞬間に「巨額の赤字」が確定してしまうのです。

     結果として、ソニーの上層部は極めて冷徹な判断を下しました。
     熊本などの旧ラインにおいて、一眼カメラ用の新型積層センサーの開発・新設を完全に「凍結」したのです。

     そして、その空いた枠を、いまやカメラよりも遥かに莫大で安定した利益を叩き出す「車載用イメージセンサー(自動運転・ADAS用)」や、世界中で需要が爆発している「ファクトリーオートメーション(工場検査カメラ)用の大型高画素センサー」の量産へと次々に転用しています。

     「フルサイズは技術的に作りにくいから出ない」のではありません。
     ソニーの半導体ポートフォリオにおいて、「一眼カメラという縮小市場のために、新しいフル積層センサーのマスクを起こし、ウエハーを焼くための製造ライン」は、社内のどこを探しても物理的に1箇所も存在しないし、投資する経済的合理性も完全に失われてしまったのです。

     これこそが、ここ数年、私たちが「新しい積層一眼が全く発表されない」と感じていたプロセスの真相に他なりません。

    第3章:自前主義の終焉 ──「永久に作れない」を突破するTSMC(JASM/AVSM)の大空白期

     「自社ファブの限界」
     「縮小する一眼市場に対する数十億円のマスク投資の赤字化」

     前章で述べたこの冷徹な経済の論理をそのまま突き詰めるならば、フルサイズ一眼という規格は、次世代のフル積層・2層トランジスタセンサーを「二度と作れない」という、完全なデッドエンド(詰み)を迎えたことになります。

     ソニーがこの事実を前に、自社の一眼カメラビジネスをただ座して死なせるだけの無能だったかと言えば、決してそうではありません。
     彼らは、自前の閉じたラインでカメラ専用センサーを作るという「昭和の垂直統合モデル」の寿命をいち早く見越し、製造エコシステムそのものをドラスティックに変革する、きわめて巨大で不可逆的な賭けに出ていたのです。

     それが、台湾の半導体巨人・TSMCを巻き込んだ「地政学的水平分業」への完全移行です。

     現在、カメラファンの間で「ソニーの新型積層センサーの発表が完全に止まっている」ように見えるのは、過渡期特有の一時的な足踏みなどではありません。
     旧来の自社完結方式を完全に解体し、新しい「TSMC協業体制」のラインが本格稼働するまでの数年間、戦略的に開発を完全凍結せざるを得ない「大空白期(エアポケット)」に、いまちょうど嵌まり込んでいるからなのです。

     この大手術のタイムライン(スケジュール)を紐解けば、ソニーの狙いはあまりにも鮮明に浮かび上がります。

     すでにフル稼働しているJASM(TSMC熊本第1工場)は、積層センサーの「下層(ロジックウエハー回路)」の受託生産を担い、スマホ向けを主軸に驚異的な歩留まりで回っています。
     しかし、これだけでは一眼用の巨大なフルサイズは救えません。
     本命は、これからです。

     2027年末から2028年末にかけて、JASM第2工場において、AIやスマホ向けの最先端「3nm(ナノメートル)プロセス」ロジック半導体の出荷が開始されます。
     ここで初めて、次世代の爆光・超高速処理を司る「最先端の頭脳」を国内調達できるベースが整います。

    • 2027年12月末: JASM第2工場の操業開始。

    • 2028年12月まで: 経済産業省の最新認定に沿う形で、3nmロジックの初回出荷・生産が本格始動。

     そして何より決定打となるのが、2026年8月11日にソニーとTSMCが正式に契約を締結した、総投資額1兆円規模のイメージセンサー新会社「AVSM(Advanced Vision Semiconductor Manufacturing)」です。
     熊本県合志市のソニー新工場資産を移管して作られるこのラインは、技術のブラックボックスであった「画素層の製造」から「貼り合わせ工程」までを一貫して行う、全く新しい新時代のオープンファブであり、本格的な量産開始は「2029年」に設定されています。

     ソニーは、縮小する一眼カメラというニッチな市場のために、自社の古い工場で巨額の設備投資リスクを背負い続けることを完全に諦めました。
     下のロジック回路はTSMCの最先端ラインで他社チップと相乗りさせて極限まで安く焼き、上の画素層の貼り合わせは新会社(AVSM)という外部のスケールメリットを最大限に活かしたプラットフォームで行う。
     これこそが、「永久に作れない」はずのフルサイズ積層センサーを、もう一度だけ低コストで復活させるためのソニー半導体部門の最終戦略なのです。

     しかし、裏を返せば、この最強のサプライチェーンが完成する「2029年」までの数年間、ソニーは一眼カメラ用の新しいフルサイズ積層・2層トランジスタセンサーのラインを、物理的にも経済的にも「絶対に動かすことができない」という冷徹な事実をも意味しています。

     だからこそ、最新のα7R VIは、既存の古いアセットを無理やりやりくりした「DRAMなしの遅い積層(18ms)」という、文字通りお茶を濁すようなチグハグな仕様で世に出るしかなかったのです。

    第4章:『ソニーの禁忌解放』の答え合わせ ── なぜMFT(Z ONE)への外販だけが動いたのか

     フルサイズの一眼用新型積層センサーが、TSMCのラインが回る2029年まで物理的・経済的に「完全なデッドエンド」を迎えている一方で、この製造プロセスのエアポケットを完全にハッキングし、一足飛びに新時代の積層テクノロジーを解き放つフォーマットが存在します。

     それが、本マガジンで一貫してその絶対的合理性を提唱し続けてきた「マイクロフォーサーズ(MFT)」です。

     以前、『ソニーの禁忌解放~Z ONEが引き起こすMFTの地政学的ドミノ~』において、「ソニーはフルサイズ保身の身分制度を維持するために、最先端のスマホ向け技術を一眼・MFT市場へ『封印(デチューン)』してきた」と指摘しました。

     しかし同時に、「サムスンへの顧客流出という究極の恐怖から、その禁忌を破り、MFTへ2層トランジスタを大放出せざるを得なくなった」という地政学的ドミノの結論を導き出しました。

     この「ソニーの禁忌解放」の裏側にあったものこそ、第1章で明かした「ステッパー(露光装置)の1ショット照射枠」という、冷徹な物理法則の答え合わせだったのです。

     幅36mmのフルサイズは、最先端微細ラインの露光枠(約26mm × 33mm)の中に物理的に収まりません。
     そのため、長崎の最先端スマホライン(Fab 5)を流用してフルサイズを焼くことは絶対に不可能です。

     しかし、縦横がフルサイズのちょうど半分であるMFT(約17.3mm × 13.0mm)や1インチであれば、この世界標準の露光枠の中に、何ら特殊な繋ぎ合わせ露光(ステッチング)を必要とせず、「すっぽり1ショットで収まる」のです。

     つまりMFTであれば、長崎の最先端スマホラインが誇る「12インチウエハーの製造プロセス」を、1ミリの加工も、専用ラインの新設もなく、そのまま流用してウエハーを焼くことが物理的に可能となります。
     ソニーがMFTへの技術解放へと踏み切る理由は、サムスンという外圧に加えて、「スマホ向けの圧倒的な生産技術とラインのキャパシティを、そのままスライドさせて、無加工で安価に製造できる」という、圧倒的な物理的・経済的合理性(近道)がそこにあったからに他なりません。

     ですが、ここでもう一つの「経済の嘘」が牙を剥きます。
     伝統的なカメラメーカーはこう言うでしょう。
     「MFTが物理的に作れるとしても、現在のカメラ市場の規模では発注数量が少なすぎて、ソニーの最先端スマホラインを動かしてもらう枠(スロット)など確保できるはずがない」

     確かに、防湿庫の主たちを相手に細々と商売を続けるOM SYSTEMやパナソニックの販売規模では、ウエハーの最低ロット数を捌ききれず、門前払いされるのがオチです。

     しかし、この数量の壁(スケールメリット)を、文字通り粉々に粉砕して現れたのが、新興のディスラプター──「Insta360 Z ONE」でした。

     巨大なグローバル市場で影響力を持つInsta360は、ソニーの半導体部門(SSS)にとって主要な大口顧客の地位を築いています。
     彼らが「Z ONE」を投入し、ソニー製4/3型・裏面照射積層型CMOSセンサー(IMX472)を大量に買い付けると約束したことで、ソニーはMFT向けの最先端ラインを喜んで提供するに至った。
     前作で触れたJDIの「WhiteMagic PRO」や、モバイルSoCによるAIリアルタイムHDR処理などと合わせ、「Insta360 Z ONE」は次世代の革新マシンのピースとして結実する。

     フルサイズに固執して身動きが取れなくなったソニーの「カメラ部門」を、ソニーの「半導体部門」が外に流した最先端積層プロセス(MFT)を武器にする新興メーカー(Insta360)が破壊しにくるという、カメラ業界の非常に面白いパラドックスが今まさに起きています。

    第5章:『部分積層の欺瞞』 ── 2029年までを生き延びるレガシーメーカーの苦肉の策

     ここまで紐解いてきた通り、フルサイズ一眼向けの純粋な「新型フル積層ライン」は、2029年の新会社(AVSM)本格稼働にいたるまで、ソニーの社内戦略として「完全凍結」されています。

     しかし、2029年まであと数年もあるというのに、ニコンやキヤノン、そしてソニー自身のカメラ部門が、新製品の発表を完全にストップさせるわけにはいきません。
     市場に「進化」をアピールし続けなければ、カメラというジャンルそのものが消費者の記憶から消え去ってしまうからです。

     手札が完全に尽きたレガシーメーカーたちが、この2029年までの「大空白期(エアポケット)」を生き延びるために生み出した究極の苦肉の策。

     それが、私が以前の論考『メーカーの嘘を暴く Part2 ~部分積層の欺瞞~』においてその実態を徹底的に暴いた、「部分積層型CMOSセンサー」という名の巨大な欺瞞です。

     近年、ニコン Z6IIIや、直近のシグマ Sigma FP2など、各社の売れ筋となるミドルクラス機にはこぞって「部分積層」が採用され、あたかも最新の高速化技術であるかのように大々的に宣伝されています。
     しかし、半導体サプライチェーンの裏側を知れば、この技術の正体が「新型ラインへの投資をサボるための、極めて財務的な目眩まし」であることは一目瞭然です。

     部分積層センサーの最大の特徴は、光を受ける画素層の製造に、すでに投資回収が完全に終わっている、既存の古い「フルサイズ裏面照射(BSI)ライン」をそのまま100%使い回している点にあります。

     新しくフルサイズの画素ウエハーを設計・製造するとなれば、前述の通り数十億円のマスク投資が必要になり、赤字が確定します。
     そこでメーカーは、画素層には一切手を加えず、周辺の回路部(上下など)のわずかなエリアだけに高速処理用のシリコンを後から「部分的に」貼り合わせるという手法を採りました。

     これなら、フルサイズ用の最先端新規ラインを立ち上げるという天文学的なリスクを背負うことなく、既存の「空いている古いライン」から出てくるウエハーをそのまま流用して、カタログスペック上は「積層型(部分)」という最新っぽい響きのネーミングを冠したセンサーを、極めて安価に仕立て上げることができます。

     しかし、部分的に回路を継ぎ接ぎしたところで、それは純粋なフル積層(画素の真裏一面にDRAMや超高速ロジックを敷き詰めた構造)が持つ、数ミリ秒という圧倒的な読み出し速度には逆立ちしても及びません。
     ローリングシャッター歪みは完全には消えず、電子シャッター時のフラッシュ同期といった真のブレイクスルーも達成できない中途半端な性能に留まります。
     最新のα7R VIにいたっては、フル積層を謳いながらもDRAM(メモリ)を省略され、読み出し速度18msという、部分積層機(約14ms)にすら劣る歪なスペックで登場せざるを得ませんでした。

     これらはすべて、技術的な進化のステップなどではありません。
     2029年にTSMC・AVSMによる「本物の新世代積層ライン」が立ち上がるまでの数年間、レガシーなフルサイズ陣営が古いラインの在庫処分をしながら、ユーザーを繋ぎ止めるために仕掛けた、純度100%のマーケティング的な時間稼ぎ(欺瞞)に過ぎないのです。

    結論:すべてのドミノは崩壊し、道はMFT(Z ONE)へ収斂する

     これまで本マガジンにおいて、私はフルサイズミラーレスというシステムのインフレ化と、そこに隠されたメーカーの「嘘」を幾度となく暴いてきました。

     写真展のB3印刷、過酷な野鳥撮影、そしてダイナミックレンジ。
     フルサイズでなければならないと信じ込まされてきた「絶対的聖域」は、現代の半導体プロセスと画像処理エンジンの前ですべて論理的に解体されました。
     すべては、重厚長大で高額な機材をユーザーに売り続けるために作られた、純度100%の「商業的幻想」だったのです。

     そして本作において、ついに最後のパズルピースが嵌まりました。

     フルサイズセンサーの製造はステッパーの露光枠の物理的制限や投資判断の凍結といった制約に直面しており、メーカーは部分積層などで時間を稼いでいるのが現状です。

     一方で、露光枠に収まるマイクロフォーサーズ(MFT)であればスマホ向けの最先端ラインの恩恵を直接受けられ、2層トランジスタによってフルサイズ級のダイナミックレンジも実現可能となります。

     AIによるリアルタイムHDR処理、高輝度な表示ディスプレイ、そしてスマホプロセスのMFT積層センサーという技術が交差する結節点として、次世代の「Insta360 Z ONE」の登場が示唆されています。

     レガシーな35mmフルサイズへの依存から脱却し、MFTへの収斂こそが合理的で軽快な未来の到達点であることは、皮肉にも、フルサイズの覇者であるソニー自身が推進するロードマップに既に刻まれていたのです。


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    #MFT #ソニー #TSMC #JASM #AVSM #CMOSセンサー #2層トランジスタ #α7RVI #Insta360 #ZONE


     
     
    専門:CG 研究、制作 作品:つくば博「ザ・ユニバース」CGディレクター、花博「ユニバース2」スーパーバイザー 開発:LINKS-1、LINKS-2 著書:CGレイトレ物語 アスキー 論文 拡散レイトレーシングなど 趣味:写真,将棋、映画、サントラ 好きな歌手; 堀江美都子

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