AIの急速な普及によって、世界では半導体への巨額投資が続いています。
ニュースを見ていると、注目されるのは半導体メーカーや半導体製造装置メーカーが中心です。しかし、半導体工場は最先端の製造装置だけで動いているわけではありません。大量の電力が必要ですし、工場を建設する土地や物流網も必要です。そして、もう一つ欠かせないものがあります。
それが「水」です。
しかも、私たちが普段使っている水道水ではありません。半導体の製造現場では、不純物を極限まで取り除いた「超純水」と呼ばれる特殊な水が使われています。
「半導体と水に、どんな関係があるのだろう？」
私自身、WaterTechについて調べていく中で、この関係はとても興味深く感じました。AIや半導体というと、どうしてもチップや製造装置のような最先端技術に目が向きます。しかし、その製造工程をたどっていくと、実は「水」という非常に身近な存在に行き着きます。
そして、さらに調べていくと、超純水をつくる技術だけでなく、工場で使う水を処理し、回収し、再利用するための技術まで、半導体産業を支える一つの重要な市場になっていることが見えてきます。
この記事では、そもそも超純水とはどのような水なのか、なぜ半導体製造に大量の超純水が必要なのかを整理したうえで、AI・半導体への投資がどのようにWaterTech企業へ波及しているのかを見ていきます。
まずは、「超純水とは何なのか」というところから見ていきましょう。
超純水とは？普通の水・純水との違い
超純水は「不純物を極限まで取り除いた水」
「超純水」と聞くと、ものすごくきれいな水というイメージはなんとなく湧くかもしれません。
その理解は、大きく間違っていません。
私たちが普段飲んでいる水道水には、ミネラルや塩類、微細な粒子、溶存ガスなど、さまざまな物質が含まれています。もちろん、それらは水道水として利用するうえで安全性が管理されており、日常生活では問題なく使うことができます。
一方、産業の世界では、そのわずかな不純物さえ取り除かなければならない場面があります。
純水は、水に含まれる塩類や有機物などの不純物を大幅に取り除いた水です。そして超純水は、さらに高度な処理を重ねることで、不純物を極限まで除去し、限りなくH₂Oそのものに近づけた水を指します。オルガノによると、純水・超純水には厳密に統一された定義があるわけではありませんが、理論上の純水の電気抵抗率18.24MΩ・cmに限りなく近づけたものが超純水とされています。
簡単に整理すると、
水道水 → 不純物を取り除く → 純水 → さらに徹底して取り除く → 超純水
というイメージです。
見た目だけなら、水道水も純水も超純水も同じ透明な水です。しかし、産業の世界では、この「目には見えない違い」が非常に重要になります。
超純水は半導体だけで使われているわけではありません。医薬品の製造や研究・分析、電子部品など、高い純度が求められるさまざまな分野で利用されています。
では、なぜそこまで不純物を取り除く必要があるのでしょうか。
なぜそこまで水をきれいにする必要があるのか
私たちの生活では、水道水に含まれるごくわずかなミネラルや微粒子を意識することはほとんどありません。
ところが、半導体の世界では事情がまったく異なります。
現在の半導体は、極めて小さな領域に複雑な回路を形成してつくられています。そのため、人間の目では確認できないほど小さな異物や不純物であっても、製造工程では品質に影響を与える可能性があります。
例えば、半導体の回路に化学物質や微粒子などが残れば、製品の性能や歩留まりに影響します。そのため製造工程では、ウエハーの表面に残った不要な物質を洗い流す必要があります。
そこで使われるのが超純水です。
栗田工業は、半導体などの電子部品の製造工程では、回路に残った化学物質や異物を「限りなくH₂Oに近い水」で洗浄・除去すると説明しています。つまり超純水は、単に「ものすごくきれいな水」なのではなく、精密なものづくりを成立させるためにつくられた水とも言えます。
そして、半導体と超純水の関係を理解するうえで重要なのが、半導体製造ではこの「洗う」という作業が一度だけではないということです。
なぜ半導体製造には大量の「超純水」が必要なのか
半導体は極めて小さな世界でつくられている
スマートフォンやパソコン、自動車、データセンターなど、私たちの身の回りには大量の半導体が使われています。
その半導体をつくる出発点の一つが、「シリコンウエハー」と呼ばれる薄い円盤状の基板です。このウエハーの上に、成膜、露光、エッチングなどさまざまな工程を重ねながら、微細な回路を形成していきます。
ここで厄介なのが「汚れ」です。
半導体の製造工程では、微細な粒子や金属、有機物、前工程で使用した化学物質など、さまざまなものがウエハー表面に付着する可能性があります。半導体の回路が微細になればなるほど、こうした目に見えないレベルの異物も無視できなくなります。
だからこそ、製造工程の途中で何度もウエハーを洗浄し、表面をきれいな状態へ戻す必要があります。
ここで普通の水道水を使ってしまえばどうなるでしょうか。
水道水そのものに含まれているミネラルや微粒子などが、新たな不純物としてウエハーに残る可能性があります。汚れを落とすために使った水が、別の汚れを持ち込んでしまっては意味がありません。
そのため、半導体製造では不純物を極限まで取り除いた超純水が重要になるのです。オルガノも、半導体のナノ単位の微細加工では、わずかな不純物が欠陥の原因となり得るため、超純水による洗浄が製品の歩留まりや品質安定を支えていると説明しています。
半導体の高性能化や微細化が進むほど、「水に何も含まれていないこと」の価値が高くなる。
普段の生活とは、まったく逆の感覚かもしれません。
半導体製造では「洗う」工程が何度も登場する
さらに興味深いのは、洗浄が半導体製造の中で非常に大きな割合を占めていることです。
経済産業省中部経済産業局の半導体人材育成プログラムでは、半導体の製造工程は500以上あり、そのうち30〜40％を洗浄工程が占めると説明されています。洗浄では超純水や薬液が使用され、これまでの工程で付着した汚染物質や微粒子などを取り除いていきます。
つまり、半導体製造における水は、最後に製品をきれいにするためだけのものではありません。
回路をつくる。洗う。次の加工をする。また洗う。
そうした工程を何度も繰り返しながら、半導体はつくられていきます。
AIの普及によって半導体の需要が増えれば、半導体メーカーは生産能力を増やすために工場や製造設備へ投資します。そして、その工場を動かすためには製造装置だけでなく、製造工程を支える大量の超純水も必要になります。
半導体は、「水」なしではつくれない。
そう考えると、AIや半導体への巨額投資が、半導体メーカーや製造装置メーカーだけの話ではないことが見えてきます。
では、世界的なAI・半導体投資の拡大によって、「水」の市場では何が起きているのでしょうか。
次の章では、半導体工場への設備投資とWaterTechの関係をもう一段広い視点から見ていきます。
AIへの投資は、なぜ「水処理企業」まで届くのか
半導体メーカーだけでは工場は動かない
ここまで栗田工業やオルガノを見てきましたが、両社はAIを開発している企業でも、半導体そのものを製造している企業でもありません。それでもAI・半導体市場の成長が、両社にとって大きな事業機会になっています。
その理由を理解するには、「AI関連企業」という枠組みから少し離れて、AIへの投資が産業の中をどのように流れていくのかを見る必要があります。
生成AIの利用が広がれば、AIの学習や推論を支えるデータセンターが必要になり、そこで使われる高性能な半導体への需要も高まります。半導体メーカーがその需要に応えるためには、生産能力を増強しなければなりません。新しい工場を建設したり、既存工場へ新しい製造設備を導入したりするために、大規模な設備投資が行われます。
しかし、そこで必要になるのは半導体製造装置だけではありません。工場そのものを建設する企業が必要ですし、製造工程を動かす大量の電力やガス、空調設備も必要です。そして、半導体の洗浄工程を支える超純水や、工場から出る排水を処理する設備も欠かせません。
つまり、AIへの需要から始まった変化は、
AI需要 → 半導体需要 → 半導体メーカーの設備投資 → 工場・製造設備の増強 → 電力・ガス・水などのインフラ需要
と、産業の外側へ少しずつ広がっていきます。
ここで重要なのは、すべての企業が「AI企業」である必要はないということです。むしろ一つの巨大な市場が成長するときには、その産業を成立させるために必要な企業へも需要が波及します。
例えば、AI向け半導体の需要が増えたからといって、超純水そのものの価値が突然変わったわけではありません。変わったのは、半導体メーカーがより多くの半導体をつくるために工場へ投資し、その工場で必要になる超純水製造設備や水処理設備への需要が増えていることです。
栗田工業やオルガノを見る面白さは、まさにここにあります。
AI・半導体市場のニュースを追っているだけでは、どうしても半導体メーカーや製造装置メーカーに目が向きます。しかし、設備投資の流れを一段ずつ外側へ追っていくと、その先に水処理という一見するとAIとは遠く見える産業が現れます。
成長産業を見るとき、その中心にいる企業だけを見るのではなく、その産業を成立させるために何が必要になるのかを見る。
そうすると、大きな資金が動いた先で、次にどこで需要が生まれるのかが少しずつ見えてきます。
「期待への資金」から「実需への投資」へ
Fundriveではこれまで、スタートアップの資金調達を中心に、新しい産業や社会の変化を見てきました。
スタートアップへの資金調達が面白いのは、まだ大きな市場になっていない技術やサービスに対して、「この仕組みが将来必要になるのではないか」という期待をもとに資金が動くからです。現在の売上や利益だけでは説明できない未来に対して、投資家が先に資金を投じる。その資金によって企業が技術開発や採用、設備投資を進め、まだ存在しない市場をつくろうとします。
一方、今回見ている栗田工業やオルガノでは、少し違う景色が見えます。
AIという巨大な成長市場への期待が生まれ、それを背景に半導体メーカーが実際に工場や製造設備へ資金を投じる。工場が建設されれば、超純水製造設備や排水処理設備が必要になり、水処理企業には具体的な案件や受注機会が生まれます。
つまり、最初は「AIがこれからさらに成長する」という未来への期待だったものが、産業の中を流れていく過程で、工場や設備という具体的な投資に変わり、さらに周辺企業の実際の需要へと変わっていくのです。
未来への期待 → 設備投資 → 実需
この流れで見ると、栗田工業やオルガノのような上場企業をFundriveで取り上げる意味も見えてきます。
スタートアップへの資金調達を見ると、これから社会に広がるかもしれない「未来の芽」が見えます。一方で、その先にある設備投資や既存企業への需要まで追いかけると、その未来がどこまで現実の産業として動き始めているのかを見ることができます。
以前の記事では、生活を支えるWaterTechと産業を支えるWaterTechを比較し、WOTAのようなスタートアップと栗田工業・オルガノのような上場企業では「お金の集まり方」にも違いがあることを紹介しました。
今回さらに一歩進めて見えてくるのは、資金の種類が違うということ以上に、そのお金が産業の中を移動しながら、次の企業の需要を生み出しているということです。
資金調達のニュースを見るとき、「どの企業が、いくら調達したのか」だけを見るのではなく、その資金によって何がつくられ、そこで新たに何が必要になるのかまで追いかけてみる。そうすると、一つの資金調達や設備投資の先に、これまで気付かなかった産業が見えてくることがあります。
超純水も、その一つなのだと思います。
AIから半導体へ、半導体から工場へ、そして工場から水へ。最初は遠く見えた産業が、資金と需要をたどっていくと一本につながっていきます。
ただし、半導体工場が増え、水処理設備への需要が拡大すれば、それで話が終わるわけではありません。
むしろ次に浮かんでくるのは、「そもそも、その大量の水をどこから確保するのか」という問題です。
AI・半導体時代、水は新たなボトルネックになるのか
半導体工場が増えれば、水の確保も課題になる
半導体工場にとって、水は製造工程を支える重要なインフラです。そのため半導体の生産能力を増やそうとすれば、製造装置や電力だけでなく、工場で使用する水を安定して確保できるかという問題も避けて通れません。
しかも、半導体工場が必要とするのは超純水だけではありません。超純水をつくるためには、その原料となる水が必要です。そこからさまざまな不純物を取り除き、半導体製造に使える水質まで段階的に処理していきます。
つまり、超純水技術がどれだけ高度になっても、もとになる水を無制限に使えるわけではありません。
この問題は、半導体工場が立地する地域とも密接に関係します。工場の生産能力が大きくなれば、水需要も大きくなります。一方で、その地域では住民の生活や農業、他の産業でも同じ水資源が使われています。さらに世界に目を向ければ、水不足や干ばつなど、水資源そのものに制約を抱える地域もあります。
そのため半導体産業が拡大するほど、「必要な水をどう確保するか」は工場運営だけの問題ではなく、地域のインフラや環境まで含めた課題になっていきます。
実際、半導体メーカー側でも、水資源をより効率的に利用する取り組みが進んでいます。例えばTSMCは、再生水の利用拡大や排水の回収・再利用に取り組んでおり、半導体工場で使用する水をできるだけ循環させる仕組みづくりを進めています。
ここで見えてくるのは、半導体市場が成長すればするほど、水処理企業に求められる役割も変わっていく可能性です。
必要なのは、超純水を大量につくることだけではありません。限られた水をできるだけ効率よく使い、工場の外へ捨てる水を減らし、再び利用できる水を増やすことも重要になります。
「超純水をつくる」だけでなく「水を循環させる」技術へ
ここまで来ると、今回の記事の最初に見ていた「超純水」という言葉から、WaterTechの世界がかなり広がっていることに気付きます。
最初の問いは、「どうすれば半導体を洗浄できるほどきれいな水をつくれるのか」でした。しかし半導体工場の規模が大きくなり、水資源や環境負荷まで考えるようになると、問いはそれだけではなくなります。
どうすれば、一度使った水をもう一度使えるのか。
半導体工場では、製造工程から出る排水を処理し、回収可能な水を再利用する仕組みが重要になります。もちろん、すべての排水を同じ方法で処理できるわけではありません。工程によって含まれる物質や求められる処理方法が異なるため、水質に応じて処理し、再利用できる水を増やしていく必要があります。
ここでも、栗田工業やオルガノのような水処理企業の役割は「超純水をつくる」だけでは終わりません。工場へ入ってくる水から超純水をつくり、製造工程へ供給し、使い終わった水を処理し、可能なものを回収して再利用する。水の入口から出口までをどう設計するかが、WaterTechの重要な領域になっています。
そして、この話はどこかで聞いたことがあるようにも感じます。
以前の記事「災害時に水が止まる理由｜分散型水循環インフラという新しい選択肢」でも、出発点はまったく違いましたが、「使った水を処理し、もう一度利用する」という考え方が重要なテーマになっていました。
生活側では、人口減少や水道インフラの老朽化、災害などを背景に、水を地域の中で循環させる技術が注目されています。一方、産業側では、AI・半導体市場の拡大によって工場の水需要が増えるなか、水を効率的に処理し、回収・再利用する技術の重要性が高まっています。
生活を支える水と、半導体を支える水。
一見するとまったく違う二つの世界ですが、「限られた水をどう使い、どう循環させるか」というところまで進むと、実は同じWaterTechの課題につながっています。
次の章では、この二つの世界をもう一度つなぎ合わせながら、今回のWaterTechシリーズ全体を振り返っていきます。
生活を支える水と、産業を支える水はつながっている
ここまで、半導体製造に欠かせない超純水を入り口に、AI・半導体への投資が水処理産業へどのように波及しているのかを見てきました。
最初は「半導体をつくるために、なぜそこまできれいな水が必要なのか」という話でした。しかし、その先をたどっていくと、超純水をつくる技術だけではなく、工場で使った水を処理し、回収し、再利用する技術までが半導体産業を支えていることが見えてきます。
そして、この構造は、これまでFundriveで取り上げてきたもう一つのWaterTechともつながっています。
以前の記事「災害時に水が止まる理由｜分散型水循環インフラという新しい選択肢」では、日本の上下水道が抱える老朽化や人口減少、災害時の断水といった課題から、地域や施設の中で水を循環・再利用するという新しい水インフラの考え方を紹介しました。
そこで見ていたのは、私たちの「生活を支える水」です。
一方、今回見てきた超純水は、半導体工場という「産業を支える水」です。求められる水質も、利用する場所も、顧客もまったく違います。それでも両者を深く見ていくと、「大量の水を遠くから運び、使ったら流す」という従来の水利用だけではなく、限られた水を処理し、できるだけ有効に使い、再び利用するという方向へ技術が進んでいる点では共通しています。
生活側では、災害や人口減少、インフラ老朽化が変化を促している。産業側では、AI・半導体への設備投資や製造技術の高度化が変化を促している。
きっかけは違っても、その先では「水をどうつくるか」だけではなく、「水をどう循環させ、持続的に使っていくか」という同じ問いにたどり着きます。
WaterTechという言葉が面白いのは、まさにここなのかもしれません。
上下水道、災害対策、分散型水循環、工場排水、超純水。個別に見れば、それぞれ別の技術や市場に見えます。しかし「社会や産業が変化したとき、水の使い方はどう変わるのか」という視点から見ると、それらは一つの大きなWaterTechという世界の中でつながっています。
この二つの世界については、「WaterTechとは？生活を支える『水』と、半導体を支える『水』──2つの世界を徹底解説」で全体像を整理しています。今回の記事からWaterTechに興味を持った方は、あわせて読むことで、生活インフラと産業インフラの両側からWaterTechを見ることができます。
まとめ｜AI・半導体時代を「水」から見てみる
AI・半導体という言葉から、「水」を思い浮かべる人はそれほど多くないかもしれません。
しかし、半導体の製造工程をたどっていくと、ウエハーを何度も洗浄するために超純水が使われ、その水をつくるための設備があり、さらに使い終わった水を処理し、回収・再利用する技術があることが分かります。
つまり、AI・半導体産業を支えているのは、チップや製造装置だけではありません。その工場を動かす電力やガス、建設、素材、そして水といった、普段は表舞台に出にくい産業もまた、成長を支える重要な存在です。
今回取り上げた栗田工業やオルガノは、その分かりやすい例です。
両社はAI企業でも、半導体メーカーでもありません。しかし、半導体メーカーが生産能力を拡大し、新しい工場や製造設備へ投資すれば、そこで必要になる超純水や排水処理、水の回収・再利用にも需要が生まれます。AIへの投資を起点に資金の流れを追いかけていくと、一見すると遠く離れているように見える「半導体」と「水」が、設備投資によってつながっていることが見えてきます。
これは、Fundriveで資金調達ニュースを追いかけるときにも大切にしたい視点です。
資金調達や設備投資の金額だけを見るのではなく、「そのお金によって何がつくられるのか」「それによって次に何が必要になるのか」まで考えてみる。そうすると、一つのニュースの先に、新しい市場や企業、産業構造の変化が見えてくることがあります。
今回のWaterTechシリーズも、最初はWOTAという一社の資金調達から始まりました。
WOTAを調べることで、日本の上下水道が抱える課題が見えてきました。そこから分散型水循環という新しいインフラの考え方へ進み、さらにWaterTechという言葉を広げてみると、今度は半導体産業を支える超純水という、もう一つの巨大な水の世界が現れました。
一社の資金調達を入り口に、その会社が向き合う社会課題を知り、その先にある産業まで見ていく。
それこそが、Fundriveが資金調達ニュースを通じて伝えたいことでもあります。
AI・半導体時代を支えているのは、最先端のチップだけではありません。
そのチップが生まれる場所では、今日も大量の「水」が使われています。
そして、その水をどうつくり、どう使い、どう循環させるのか。
そこにもまた、AI・半導体時代とともに変わろうとしている産業があります。
もっと知りたい方へ
今回の記事では、半導体産業を支える超純水を中心に紹介しました。WaterTechには、産業を支える水だけでなく、私たちの暮らしや社会インフラを支える水という、もう一つの大きな世界があります。
WaterTech全体を俯瞰したい方は、「WaterTechとは？生活を支える『水』と、半導体を支える『水』──2つの世界を徹底解説」をご覧ください。生活インフラと産業インフラという二つの視点から、WaterTech全体の構造を整理しています。
また、災害時の断水や水道インフラの老朽化、分散型水循環という考え方については、「災害時に水が止まる理由｜分散型水循環インフラという新しい選択肢」で詳しく解説しています。
分散型水循環を社会実装しようとしているWOTAについては、「WOTAって知ってますか？調べてみると、『上下水道』の見方が変わりました｜事業内容や資金調達を解説」で、事業内容や資金調達の背景まで掘り下げています。
超純水や産業向け水処理について、企業の一次情報を確認したい方はこちらも参考になります。