次世代AI半導体パッケージングとSMT実装技術のパラダイムシフト：2026年のインフレクション・ポイントとサプライチェーンの再構築

2026年2月26日

エグゼクティブ・サマリー：2026年における製造アーキテクチャの根本的転換

世界の半導体製造および電子機器受託生産（EMS）エコシステムは現在、過去数十年で最も劇的なアーキテクチャの転換期を迎えている。

人工知能（AI）アクセラレータ、ハイパフォーマンス・コンピューティング（HPC）、および次世代通信インフラ（5G/6G）が要求する天文学的な計算能力、広帯域幅、そして熱管理のニーズにより、従来の材料科学および実装プロセスの物理的・熱力学的限界が完全に露呈している。

業界のコンセンサスとして、2026年は先進的な半導体パッケージング技術が研究開発（R&D）フェーズから小規模な商業出荷へと移行する「インフレクション・ポイント（重要な転換点）」になると予測されている。

この大転換は、主に2つの技術的支柱によって牽引されている。

第一に、大規模なマルチチプレット統合を可能にするための、従来の有機樹脂基板（オーガニックサブストレート）から「ガラス基板（Glass Core Substrate）」への移行である。

第二に、表面実装技術（SMT）の現場における消耗品およびプロセスの刷新であり、具体的には「Type 5」はんだペーストのグローバル標準化と、人工知能（AI）によって駆動される自動フラックス塗布システムの導入である。

本レポートは、提供された事実関係と最新の市場動向に基づき、AI半導体の巨大化がもたらす「55mmの壁」の突破、TGV（Through Glass Via：ガラス貫通電極）関連装置市場における地政学的な覇権争い、および北米市場を中心とするSMTプロセスのAI化について、その背後にある物理的メカニズムと経済的影響を詳細に分析・検証する。

特に、ユーザーから提起された特定の企業動向や市場シェアに関する事実確認（ファクトチェック）を厳密に行い、サプライチェーンの実態を明らかにする。

第1章：AI半導体の巨大化と有機樹脂基板の限界：「55mmの壁」

マルチチプレット・アーキテクチャによるパッケージの巨大化

過去20年以上にわたり、半導体パッケージングの基盤は味の素ビルドアップフィルム（ABF）などに代表されるポリマー・銅ビルドアップ層を持つ有機樹脂基板が担ってきた。

モノリシック（単一ダイ）設計が主流であった時代、フリップチップBGA（FCBGA）のパッケージサイズは概ね55mm × 55mm程度の寸法で安定しており、有機素材はこのサイズにおいて十分な電気的・機械的性能を提供していた。

しかし、最先端のAIアクセラレータ（NVIDIAやAMDのデータセンター向けGPUなど）は、歩留まり向上と機能最適化のために「チプレット（Chiplet）」技術を全面的に採用している。

現在のトップティアのAIアーキテクチャでは、8〜16個の演算用チプレットと、複数の広帯域メモリ（HBM）スタックを単一のパッケージ上に超高密度で統合する必要がある。

この異種統合（ヘテロジニアス・インテグレーション）の結果、パッケージサイズは従来の55mmを超え、60〜80mmの巨大パッケージへと急拡大しており、長期的には140mm角に達するとも予測されている。

物理的限界としての「反り（Warpage）」問題

パッケージサイズが55mmを超過すると、従来の有機樹脂基板は「反り（Warpage）」という致命的な物理的限界に直面する。この現象は業界内で「Warpage Wall（反りの壁）」や「ポテトチップ化」とも呼ばれる。

シリコンダイと有機樹脂基板では、熱膨張係数（CTE：Coefficient of Thermal Expansion）に大きな差異が存在する。

最新のAIチップは数百ワットから1,000ワットを超える熱設計電力（TDP）を消費するため、稼働時には極めて高温となる。

この強烈な熱サイクルに晒されると、有機樹脂基板はシリコンとは異なる比率で膨張・収縮を繰り返し、基板全体が反り返る。

この物理的な歪みは、チップと基板を接続するマイクロバンプ（微小なはんだ接合部）に甚大な機械的応力を与え、クラック（亀裂）や断線を誘発する。

したがって、55mmを超える巨大パッケージにおいて有機基板を使用することは、歩留まりと信頼性の観点から実質的に不可能となっている。

第2章：ガラス基板の絶対的優位性と2026年のインフレクション・ポイント

ガラス素材の熱機械的および電気的特性

有機基板の限界を打ち破る次世代プラットフォームとして、業界の総意は「ガラス基板」へと収束している。

ガラスは、高価なシリコンインターポーザの代替となるスケーラビリティを持ちながら、有機基板が抱える根本的な欠陥を克服する以下の圧倒的な特性を有している。

卓越した平坦性と寸法安定性：特殊ガラスは100mmを超える巨大なパッケージサイズであっても、基板全体の反りを20µm未満に抑え込む驚異的な平坦性を維持する。また、ガラスの熱膨張係数（CTE）はシリコンのそれに極めて近い値（約3 ppm/°C）に調整可能であり、熱応力による接合部の破壊を本質的に防ぐことができる。
サブ2µmの超微細RDL（再配線層）形成：基板が反らないという絶対的な寸法安定性により、フォトリソグラフィの焦点深度が安定し、2µm以下（Sub-2µm）の超微細な再配線層（RDL）のパターニングが可能となる。これにより、1パッケージあたり10,000〜50,000という膨大なI/O（入出力）カウントをサポートし、チプレット間の超高速通信帯域を確保する。
高周波数帯における低誘電損失：ガラスはシリコンや有機樹脂と比較して誘電率が低く、タンジェントロス（誘電正接）が極めて小さい。これにより、高周波信号の伝送損失が大幅に軽減され、シグナルインテグリティ（信号品質）が40%向上し、全体の消費電力を最大50%削減することが可能となる。これは、電力効率が最重要視されるAIデータセンターにおいて決定的な優位性となる。

比較項目	有機樹脂基板（オーガニック）	ガラス基板（Glass Core）	AI半導体への影響
最大適用サイズ	55mm以下で限界に達する	100mm以上の大面積に対応	8〜16個のチプレットとHBMの統合が可能
反り（Warpage）	サイズ拡大に伴い深刻化	100mm角で20µm未満の変位	熱サイクルによるバンプ（接合部）クラックの防止
RDL微細化の限界	反りによる露光精度の低下	2µm以下の超微細配線	10,000〜50,000 I/Oの超高密度接続の実現
電気的特性（高周波）	誘電損失が大きい	誘電損失が極めて低い	信号品質40%向上、消費電力50%削減
熱膨張係数（CTE）	シリコンと不整合	シリコンと同等（約3 ppm/°C）	動作時の熱応力を最小限に抑制

2026年：商業化に向けたエコシステムの本格始動

ガラス基板は長年R&Dの領域に留まっていたが、2026年を「インフレクション・ポイント（重要な転換点）」として、小規模な商業出荷と量産体制の構築が一斉に開始される。

Intelは早くからガラス基板技術を主導しており、日本のNEPCON Japanにて、自社の先進パッケージング技術「EMIB（Embedded Multi-die Interconnect Bridge）」と厚いガラスコア基板を統合したテストビークル（78 × 77 mm）を公開した。

この基板は、ガラスコアの上下に各10層のビルドアップ層を持つ「10-2-10」構造を採用しており、AIデータセンター向けプロセッサへの適用を明確に見据えている。

同時に、韓国勢も極めて攻撃的な投資を行っている。

Samsung Electro-Mechanics（サムスン電機）は、ガラス基板プロジェクトを研究開発部門から事業実行部門へ格上げし、2025年に世宗（セジョン）工場にパイロットラインを構築した。

同社は2026年を通じて主要なグローバル半導体企業（AMDやAWS等）とサンプル開発を進め、2027年からの本格量産を計画している。

さらにSKCの子会社であるAbsolicsは、米国ジョージア州カビントンに世界初となるガラス基板の商業生産施設をすでに稼働させており、AMDなどの顧客向けに量産サンプルの提供と認証プロセスを進行させている。

第3章：サプライチェーンの覇権争い：日本の素材 vs 韓国・米国の加工プロセス

ガラス基板の商業化において、サプライチェーンは大きく「素材供給」と「加工プロセス（特に穴あけ）」の二つに分断されており、それぞれの領域で熾烈な覇権争いが繰り広げられている。

日本の素材メーカーによる圧倒的な寡占体制

ガラス基板のベースとなる特殊ガラス素材の開発および供給においては、日本の素材メーカーが圧倒的な優位性を保っている。

2024年時点で、世界の半導体パッケージング向けガラスコア基板市場は約90%のシェアを上位5社で独占しており、その筆頭がAGC（旧旭硝子）である。

AGCは独自のガラス配合技術と熱安定性制御技術を駆使し、半導体ファウンドリとの強固なパートナーシップを築いている。

また、HOYA、オハラ、大日本印刷（DNP）といった日本企業も、アジア太平洋地域（世界の需要の80%を占める）において強固な足場を築いている。

特筆すべきは、日本電気硝子（NEG）の技術革新である。

通常のガラスは脆く、レーザーで微小な穴あけを行うとクラック（ひび割れ）が発生しやすいという弱点がある。

NEGは、ガラス粉末とセラミックス粉末を複合化した独自のガラスセラミックス・コア基板「GC Core」を開発した。

これにより、特殊なレーザーではなく、プリント基板製造で汎用的に用いられるCO2レーザーを使用して、高速かつクラックフリーで微小穴を形成することが可能となった。

さらにNEGは、半導体製造プロセスで多用される大型パネルサイズ（515 × 510 mm）のGC Coreの開発に成功し、量産コストの大幅な削減への道筋をつけている。

TGV（ガラス貫通電極）量産設備の台頭と海外スタートアップの躍進

日本の素材メーカーが原材料を支配する一方で、海外のエコシステムはガラス基板の最大の技術的ハードルであるTGV（Through Glass Via：ガラス貫通電極）の形成プロセスに巨額の投資を集中させている。

TGVは、ガラス基板の表裏を電気的に接続するための直径数マイクロメートル（例：6µm、アスペクト比15:1超）の微細な垂直配線であり、LIDE（Laser-Induced Deep Etching）や直接レーザーアブレーションなどの高度な加工設備が不可欠である。

ユーザーのリサーチ要請に含まれていた「韓国S.E.A.（およびFNS Electron）などの企業によるTGV量産設備の急拡大」という動向は事実として確認できる。

S.E.A. Co., Ltd.は、PCBやフラットパネルディスプレイ（FPD）のウェットプロセス装置で17年の実績を持つ韓国の産業機器メーカーであり、2021年からはTGVプロセス製造の経験を持つFNS Electronの過半数株式を取得し、ガラス基板向け加工設備市場に本格参入した。

S.E.A.はパターニング、洗浄、メタライゼーション装置を開発し、2023年には量産用設備を導入、さらに2026年のKOSDAQ上場（IPO）に向けて次世代R&D資金の調達とグローバルビジネスの拡大を図っている。

【事実確認（ファクトチェック）：S.E.A.社の「北米市場売上89%」に関する訂正】 ユーザーのクエリにおいて「S.E.A.社が北米市場で売上の約89%を獲得している」との記述があったが、市場データの詳細な照合を行った結果、これはAIによる情報の混同（ハルシネーション）、または別企業のデータとの取り違えである可能性が高い。

実際に「売上の89%」という数値は、米国の巨大半導体検査装置メーカーであるKLA Corporationの「半導体プロセス制御セグメント（Semiconductor Process Control segment）」の全社売上に占める割合に関する報告データに符合する。

しかしながら、「S.E.A.社が北米市場を最重要ターゲットとしてトラクションを獲得しようとしている」という方向性自体は極めて正確な事実である。

実際にS.E.A.社は、米国市場の拡大に備えて米国ジョージア州での生産インフラ投資を完了させている。

ジョージア州には先述のSKC傘下Absolicsのガラス基板量産工場が存在しており、韓国や米国の装置メーカーが北米のAIエコシステムの足元で加工覇権を握ろうと動いている構図は完全に事実と合致している。

第4章：SMT消耗品における「Type 5」へのグローバル標準化

ガラス基板がもたらすパッケージの超高密度化（サブ2µmの配線ルールと数万のI/O）は、プリント基板に部品を実装する下流のSurface Mount Technology（SMT：表面実装技術）およびEMS（電子機器受託生産）業界にも連鎖的な変革を要求している。

その象徴が、はんだペーストの粉末サイズにおける「Type 5」へのパラダイムシフトである。

「Year of Type 5」とType 4からの脱却

はんだペーストは、微小な合金粉末とフラックス（松脂や活性剤などの化学物質）を混合したものであり、粉末の粒子サイズによって「Type」が分類されている。

長年にわたり、業界標準として広く普及していたのは「Type 4」（粉末サイズ：20〜38µm）であった。

しかし、AIサーバーや最新のモバイル機器における極小部品（008004サイズなど）や極細ピッチの基板に対して、Type 4の粒子は大きすぎ、メタルマスクの開口部（アパーチャ）を目詰まりさせたり、はんだ量不足や隣接パッドとのショート（ブリッジ）を引き起こす原因となっている。

これに対応するため、カナダに本社を置くグローバルなはんだ材料メーカーであるAIM Solderなどは、2025年を「Year of Type 5（タイプ5の年）」と位置づけ、大々的な啓蒙キャンペーンを展開している。

Type 5はんだペーストは、粉末サイズが15〜25µmと非常に微細（Finer powder）であり、0.4mm以下のウルトラファインピッチでの印刷において優れた解像度と安定性を提供する。

現在の市場動向として、2025年中から2026年にかけて、Type 5はType 4に完全に取って代わるわけではないものの、高信頼性が求められるEMS業界全体でその移行が劇的に加速している。

AIM Solderの事例にみられるように、材料メーカーは単に粉末を細かくするだけでなく、プロセス最適化と技術サポートをセットにして、EMS企業のスムーズな移行を支援している。

はんだペースト規格	粉末粒子サイズ	主な用途・特徴	市場トレンド（2025-2026）
Type 3	25〜45µm	従来型・標準的なSMT部品	先端パッケージングからはほぼフェードアウト
Type 4	20〜38µm	0.5mmピッチまでの部品。これまでの業界標準	AI向け高密度実装では目詰まり等の限界を露呈
Type 5	15〜25µm	0.4mm以下の極細ピッチ、小型部品、高密度基板	新標準への移行期。EMS業界で採用が急拡大
Type 6 / 7	15µm未満	System-in-Package (SiP)、マイクロバンプ	特殊な最先端パッケージング用途で開発進行中

第5章：AI駆動型自動フラックス塗布システムによるボイドの極限低減

粉末サイズをType 5のような微粉末に移行させる際、化学的な副作用が生じる。

粉末が細かくなるほど、体積あたりの表面積が急激に増大するため、大気中の酸素と反応して酸化しやすくなるのである。

酸化を防ぎ、金属の濡れ性（Wetting）を確保するためには、高性能な「フラックス」の働きが不可欠となる。

しかし、数千ワットを消費するAIアクセラレータなどの高発熱デバイスにおいて、実装時に最も警戒すべき欠陥が「ボイド（Void：気泡）」の発生である。

リフロー（加熱溶融）工程において、フラックスの揮発ガスがはんだ接合部の内部に閉じ込められるとボイドが形成される。

巨大な放熱パッドや電源接合部においてボイドが存在すると、そこが断熱材として働き、チップの熱暴走や性能低下（スロットリング）、最悪の場合は物理的な破壊を引き起こす。

AIによるPCBレイアウト構造分析と塗布の最適化

この致命的なボイド発生を極限まで抑え込むため、特に北米の最新フラックス市場および高付加価値PCBアセンブリの現場において、「AI駆動型の自動フラックス塗布システム」の導入が急速に進んでいる。

従来のフラックス塗布は、作業者の経験則に基づく設定や一律のパラメータで行われていたため、複雑化する一方の基板レイアウトに対して均一なカバレッジ（塗布範囲と量）を確保することが困難であった。

しかし最新のスマートマニュファクチャリング環境では、AIと機械学習アルゴリズムが以下のプロセスを実行する。

PCBレイアウトの構造分析： AI駆動のツール（Flux CopilotなどのEDA連携ツールや、生産ラインの解析AI）が、過去の膨大な設計データやシミュレーション結果を学習し、対象となる基板の配線密度、熱の集中箇所（ホットスポット）、電磁干渉ゾーンを自動的に分析する。
フラックスカバレッジの自動最適化：基板の構造的特徴を把握したAIは、ジェットディスペンサーやスプレーシステムに対して、どの箇所に、どの程度の量と粘度のフラックスを塗布すべきかを自動的に計算し、リアルタイムで塗布プロファイルを最適化する。これにより、作業者のスキルへの依存度を大幅に減らしながら、複雑なレイアウト全体で一貫した塗布を実現する。
3D AOI（自動光学検査）による閉ループフィードバック：塗布後、Koh Young社などの提供するAI搭載の3D AOIシステムが、フラックスやはんだペーストの体積、面積、高さを三次元で正確に測定・分析する。AIはここで得られた検査データから微妙なトレンド変化を検知し、欠陥（ボイドやブリッジ）が発生する「前」に、印刷機やマウンターのパラメータを自動的に補正する閉ループ制御（KPO：Koh Young Process Optimizerなど）を行う。

これらのAI駆動プロセスにより、リフロー時のガス抜けの経路が確保され、ボイドの発生が99%削減されるシステムも登場している。

AI分析によってフラックスの塗布量と分布が最適化されることで、高密度のAIサーバー用マザーボードにおいても、堅牢で放熱性に優れた無欠陥の接合が保証されるのである。