近年、LSIに代表される半導体では、スマートフォンの世界的普及やハイブリッド車の新市場拡大などにより、低コスト、高機能化、高信頼化が強く求められている。半導体の電気信号伝達を担う基幹部材であるボンディングワイヤ(以下、ワイヤ)は50年間一貫して金(Au)が使用されてきた。その間、低コストで高導電性である銅(Cu)ワイヤの開発が世界多くの企業で幾度も挑戦されたが、酸化問題などにより、LSI用途では実用化されなかった。業界では脱Au化と高機能を両立するLSI用Cuワイヤの開発が切望されていた。
　受賞者らは、従来の単一構造のCuワイヤの延長でなく、技術難度が高く商品化は困難とされた被覆ワイヤの開発に挑戦した。本開発では、ワイヤ素材として不適とされていたパラジウム(Pd)の被覆素材採用や特殊な2層被覆構造(単層+拡散層)、さらに被覆層の組成・厚さのナノレベル制御といった新技術により、ボンディング(接合)不良を誘発しやすい被覆特有の課題を解決し、Au同等の高性能を有する新型高機能Cuボンディングワイヤ『EX1』の開発に成功した(図1)。
　本開発品EX1は独自の被覆構造設計により、従来のCuワイヤが解決できなかった課題を克服することで、耐酸化による商品寿命10倍向上と接合強度上昇、長期接合信頼性の向上(高温環境下で長寿命化4倍)など、優れた機能性を実現している(表1)。その結果、最先端LSIに使用できる唯一のCuワイヤとして新たな市場を開拓し、世界トップクラスの顧客に正式採用され急激にシェアを伸ばし(市場占有率80%超)、使用実績は累計240万km(地球60周分)を超過し、世界標準化された商品となっている。
　本開発技術により、Au同等の高性能を低価格で実現し、50年間進展しなかったAuからCuへの大転換を加速している。さらに、AuワイヤからEX1への置換えにより、希少資源である貴金属の使用量を99%削減できる。今後は、半導体の大電流化、低消費電力、高温耐性を実現することで、新たにハイブリッド車・電気自動車の基幹部品の高信頼化の推進、パワー系半導体など環境対応商品の普及に対する貢献が期待できる。