宇宙で半導体材料を作る｜Space ForgeがテキサスA&Mと研究契約

「宇宙で半導体の材料を作る」と聞くと、まだSFの話に聞こえるかもしれません。ですが2026年8月17日、その構想が米国に住所を持ちました。英国の宇宙製造企業 Space Forge の米国法人 Space Forge Inc. が、テキサスA&M大学システム（The Texas A&M University System）と包括研究契約を締結したと発表したのです（Space Forge 公式プレスリリース）。

面白いのは、この契約で最初に始まるのが「宇宙での製造」ではなく「地上での材料成長・評価・加工」だという点です。宇宙で作る会社が、まず地上のクリーンルームを押さえにいく。この記事では、発表の中身を整理したうえで、「そもそも宇宙で半導体材料を作るとはどういうことか」「化合物半導体とは何か」を基礎から解説し、そのうえで ForgeStar 衛星の実績と構想を線引きしながら、「半導体をどこで作るか」という大きな流れの中に置いてみます。

🛰️ 1. 何が発表されたのか — 8月17日の包括研究契約

まず事実関係です。公式発表の要点を表にまとめます。

公式発表は、この契約を「研究協業の枠組みを定め、今後の共同プロジェクトをどう進めるかを規定するもの」と説明しています。個別のテーマごとに一から契約し直すのではなく、先に土台を敷いてから中身を載せていく、という順番です。

AggieFab ナノ加工施設は、テキサスA&M工学試験場（Texas A&M Engineering Experiment Station）と電気・計算機工学科が運営する共用施設という位置づけで公式発表に登場します。

1-1. なぜテキサスA&Mだったのか

公式発表が挙げる選定理由は4つです。

1. 既存の半導体施設とインフラ（クリーンルーム、材料の処理・評価設備）
2. 研究の方向性が Space Forge と一致していること
3. 熟練した地域人材へのアクセス
4. その地域で計画されている大型の半導体プロジェクト

1つ目の中身は具体的に確認できます。AggieFab 公式サイトによれば、同施設はクラス100/1000 のクリーンルームを 6,500平方フィート超（垂直層流・フリーアクセス床）持ち、支援エリア 4,500平方フィートと合わせて 11,000平方フィート規模。ヒューレット・パッカード・エンタープライズから寄贈された500万ドル分のナノパターニング・成膜装置も加わっています。予約システム経由のユーザープログラムが用意されており、外部から使いにいける共用施設です。

4つ目の背景もあります。テキサスA&M半導体研究所は、米国のCHIPS法への対応として2023年5月にA&Mシステム理事会の承認で設立された組織です。さらに2026年2月には、テキサス州ブライアン市に建てる研究インフラ・装置整備事業（総額2億550万ドル）が理事会で承認されました。着工は2026年3月、入居は2028年の見込みとされています（Texas A&M System News）。つまり Space Forge が乗り込んだのは、これから大きくなる途中の拠点です。

関係者のコメントも、この座組みの性格をよく表しています。

• テキサスA&M半導体研究所ディレクター（A&Mシステム アソシエイト・バイス・チャンセラー兼任）の Steve Putna 氏 ——「先端材料・半導体向けの高品質基板の開発における Space Forge の先進性は、破壊的で次世代の研究を進めるという研究所のミッションに完全に合致する」
• AggieFab ディレクター（テキサスA&M工学試験場 アソシエイト・エージェンシー・ディレクター兼任）の Arum Han 氏 ——「AggieFab は、研究者と産業パートナーが野心的なアイデアを実際のデバイスや材料に変えられるナノ加工施設として評価を築いてきた」
• Space Forge Inc. プレジデントの Michelle Flemming 氏 ——「この契約は、米国に製造拠点を確立するための重要な第一歩。A&Mシステムは、最初の米国拠点を立ち上げるためのインフラと研究力、そして人材を与えてくれる」

1-2. テキサスという場所

公式発表は、Space Forge の既存の協業先である Intuitive Machines、Voyager、Starlab がいずれもテキサス州に拠点を置いていることにも触れています。宇宙輸送や軌道上プラットフォームの事業者が近くにいる場所に、材料側の拠点を置く形です。

🌌 2. 宇宙で半導体材料を作るとは — 重力を「工程条件」から外す

ここからが基礎編です。そもそも、なぜわざわざ宇宙で材料を作ろうという発想が出てくるのでしょうか。

2-1. 地上の結晶成長には、必ず重力がついてくる

半導体の材料は、融かした液体や気体の状態から原子を規則正しく並べ、結晶を育てる工程を通ります。この「育てる」段階に、地上では重力由来の現象が2つ、必ず相乗りしてきます。

• 浮力対流 —— 温度差があると、温かい部分は密度が下がって上へ、冷たい部分は下へ動く。融液の中に流れができ、結晶が育つ界面の温度と濃度が揺れる
• 沈降 —— 重い成分は沈み、軽い成分は浮く。時間が経つほど組成が場所によって偏る

どちらも「材料が悪い」から起きるのではなく、重力があるかぎり必ず起きる現象です。地上の結晶成長装置は、回転させたり温度勾配を工夫したりしてこの2つと折り合いをつけていますが、原因そのものを消すことはできません。

NASA は、微小重力を使う産業応用（In Space Production Applications）の解説でこう書いています。「均一な結晶、半導体、特殊なガラスや光ファイバーは、微小重力での製造から恩恵を受けうる多くの先端材料のごく一部にすぎない」。そして微小重力の利点として、「沈降と浮力を取り除くことで、独特の合金や組成が可能になる」「対流がないことが静穏な環境をもたらし、欠陥を取り除くか最小化できる」を挙げています（NASA 公式）。

graph TB
    subgraph Earth["地上での結晶成長"]
        E1["温度差 → 浮力対流
融液の中に流れができる"]
        E2["重力 → 沈降
成分が上下に偏る"]
        E3["容器や雰囲気からの汚染"]
        E1 --> EO["成長界面が揺れる
欠陥・不純物・組成ムラ"]
        E2 --> EO
        E3 --> EO
    end
    subgraph Orbit["軌道上での結晶成長（期待されている効果）"]
        O1["微小重力 → 対流がほぼ消える"]
        O2["微小重力 → 沈降がほぼ消える"]
        O3["軌道環境の高真空
大気からの汚染が少ない"]
        O1 --> OO["静穏な環境で
ゆっくり均一に育つ"]
        O2 --> OO
        O3 --> OO
    end

2-2. Space Forge が挙げる「宇宙の3点セット」

Space Forge 自身は、狙いをもう少し具体的に説明しています。同社によれば、ワイドバンドギャップ材料の開発は「欠陥の形成、不純物の取り込み、熱的な不安定性」に制約されている。そのうえで宇宙環境の利点として、次の3つを挙げています（同社公式プレスリリース）。

同社は、宇宙で育てた材料が地上のものより「桁違いに清浄」になり得るとしています。ただしこれは現時点では同社の見通しであり、軌道上で作った材料を地上に持ち帰って評価した公開データとして確認できるものではありません。本記事では、そこは同社の主張として扱います。

💎 3. 化合物半導体とは — シリコンの外側にある材料たち

もうひとつの前提が「化合物半導体」です。Space Forge が狙っているのは、私たちが普段マイコンとして触っているシリコンとは別の材料群だからです。

シリコン（Si）は、たった1種類の元素からできた半導体です。これに対して、2種類以上の元素を組み合わせた化合物で作る半導体を化合物半導体と呼びます。GaN（窒化ガリウム＝ガリウム＋窒素）、SiC（炭化ケイ素＝ケイ素＋炭素）、GaAs（ヒ化ガリウム）などが代表格です。

代表的な材料を並べると、性格の違いがはっきりします。

（バンドギャップの値は室温での代表的な目安です。結晶多形や測定条件によって幅があります）

いちばん身近な例は、ここ数年で一気に小さく軽くなった USB充電器でしょう。「GaN充電器」と書かれた製品を持っている方も多いはずです。GaN は高い電圧でも高い周波数でスイッチングできるため、電源回路のトランスやコンデンサを小さくできます。同じ出力なら、材料が変わるだけで筐体が一回り小さくなる。バンドギャップの差は、そのまま手のひらの上の体積差として現れています。

化合物半導体は太陽電池でも主役の一角です。当サイトではカルコパイライト（CIGS）太陽電池の記事で、銅・インジウム・ガリウム・セレンの化合物半導体が、組成比を変えてバンドギャップを調整できる性質を扱いました。元素を組み合わせて狙った電気的性質を作りにいく、というのが化合物半導体に共通する強みです。

そして Space Forge が挙げている材料も、まさにこの領域です。同社は SiC・GaN・AlN（窒化アルミニウム）・ダイヤモンドといったワイド〜ウルトラワイドバンドギャップの材料を狙うとしており、英国スウォンジー大学の拠点では SiC・GaN・Ga₂O₃ を対象に挙げています。今回のテキサスA&Mの発表でも、Putna 氏のコメントは Space Forge を「先端材料・半導体向けの高品質基板の開発」を進める企業として位置づけています。作ろうとしているのは完成したチップではなく、その土台になるウェハ側だということです。

🔁 4. 打ち上げて、作って、持ち帰る — ForgeStar のループと現在地

宇宙で材料を作るには、最後に必ず「持ち帰る」が要ります。作った材料が軌道上に置き去りでは商売になりません。Space Forge の ForgeStar は、この往復を1つの機体で完結させる構想の乗り物です。

graph LR
    A["地上：製造ツールと原料を
衛星に積む"] --> B["打ち上げ"]
    B --> C["軌道上：微小重力と高真空で
材料の種を育てる"]
    C --> D["Pridwen ヒートシールドを展開し
減速・再突入"]
    D --> E["地上：機体ごと回収"]
    E --> F["地上の設備でスケールアップし
デバイスにする"]
    F --> A

再突入を担う Pridwen は、アーサー王の盾から名前を取った折りたたみ式のヒートシールドです。焼けて減っていくアブレーション方式ではなく、高温材料で熱を放射して逃がす方式をとり、シャトルコックのような形状そのものが減速装置として働く——というのが同社の説明です。使い捨てにならないので機体を再利用できる、という理屈につながります。

4-1. 実績と構想を分ける

ここがこの記事でいちばん大事なところです。ForgeStar は魅力的な構想ですが、どこまでが済んでいて、どこからがこれからなのかは明確に分かれています。公式発表で確認できた範囲で整理します。

ForgeStar-1 が帰ってこないのは、失敗ではなく設計上の選択です。同社は打ち上げ時のリリースで、この機体について「ForgeStar-1 は地球に帰還しないが、そのミッションは、将来の製造ミッション——宇宙で材料を鍛え、それを持ち帰るミッション——を可能にするために必要な試験データ、テレメトリ、そして確信を与える」と述べています。さらに、最後の大気圏消滅そのものを「再突入システムが失敗した場合でも衛星が完全に分解することを証明する」試験に位置づけています。1号機で回収まで欲張らず、回収を可能にする技術を1つずつ軌道で確かめる、という順番です。

4-2. 「宇宙で作る」と「地上で仕上げる」はセット

ここで冒頭の違和感に戻ります。宇宙製造の会社が、なぜ最初に地上のクリーンルームを押さえるのか。

Space Forge のモデルでは、軌道上で作るのは種となるシードウェハで、それを製品規模に育てるのは地上です。同社は英国側で、スウォンジー大学の統合半導体材料センター（CISM）内に国立微小重力研究センター（NMRC）を1,300万ポンド規模で整備し、2026年3月に完成を発表しています。UK Space Agency の Space Clusters Infrastructure Fund が一部を出資したこの施設は、「軌道上の微小重力で育てた半導体シードウェハを地球に戻し、CISM でスケールする」ハイブリッド製造モデルの地上側の錨（terrestrial anchor）と説明されています。

つまり英国にはすでに「地上の受け皿」があり、その米国版を作りにいくのが今回のテキサスA&M契約だと読めます。最初の作業が地上での材料成長・評価・加工から始まるのも、順番として自然です。ただし、公式発表が米国拠点とハイブリッド製造モデルの関係を明示しているわけではありません。この対応づけは筆者の読みとして区別してください。

🗺️ 5. 「どこで作るか」の多様化 — その一番遠い前線

2026年は、半導体の「作る場所」が動いた年として記録されそうです。当サイトで扱ってきた案件を並べてみます。

性格はそれぞれ違います。Rapidus の2nm挑戦は、いま国内に無い最先端ロジックをゼロから立ち上げる挑戦。ソニー×TSMCの熊本合弁は、すでに世界一線級のイメージセンサーを国内でさらに伸ばす動き。キオクシア×サンディスクの第9世代QLCは、既存のメモリセルに最新のCMOS回路を貼り合わせて、資産を活かしながら性能を上げる作り方でした。

そこに Space Forge が加えようとしているのは、工程の一部を地球の外に出すという選択肢です。距離でいえば、いま動いているどの案件よりも遠い前線にあります。

ただし、これは地上のファブを置き換える話ではありません。同社のモデルでも量産は地上で行い、軌道が担うのは地上では作りにくい種を作る工程だけです。分業の相手が1つ増える、という理解のほうが実態に近いはずです。そして種を育てるにも仕上げるにも、結局はクリーンルームと評価装置と人が要る——今回テキサスA&Mが選ばれた理由が、まさにその3つだったことは示唆的です。

まとめ

• 2026年8月17日、英 Space Forge の米国法人が、テキサスA&M大学システムと包括研究契約を締結しました。米国で最初の半導体材料の製造・加工能力を立ち上げる第一歩という位置づけです。
• 連携先はテキサスA&M半導体研究所と AggieFab ナノ加工施設。選定理由として、既存のクリーンルームと材料の処理・評価設備、研究の方向性の一致、地域人材、地域の大型半導体プロジェクトが挙げられています。
• まず地上での材料成長・評価・加工から始め、12〜24か月かけてA&Mシステム全体の共同研究へ広げる計画です。
• 宇宙が効くとされる理屈は、微小重力で浮力対流と沈降が消えること、軌道環境の高真空、安定した熱条件。NASA も微小重力の利点として、対流がないことが静穏な環境をもたらし欠陥を取り除くか最小化できると説明しています。
• 狙う材料は SiC・GaN・AlN・ダイヤモンドといったワイド〜ウルトラワイドバンドギャップの化合物半導体。GaN充電器が小さいのと同じ物性が、EVや基地局の効率にも効いてきます。
• 実績と構想の線引きは重要です。打ち上げ、軌道上でのプラズマ生成、ガス供給系の実証は済んでいます。一方で ForgeStar-1 は帰還せず、材料を地上に持ち帰るループはまだ実証されていません。
• Rapidus、ソニー×TSMC、キオクシア×サンディスクと並べると、2026年は「どこで作るか」が動いた年です。Space Forge はその一番遠い前線に、地上の足場から手をつけ始めました。

よくある質問（FAQ）

Q. 何が発表されたのですか？

A. 2026年8月17日、英国の Space Forge の米国法人 Space Forge Inc. が、テキサスA&M大学システムと包括研究契約（master research agreement）を締結したと発表しました。米国で最初の半導体材料の製造・加工能力を立ち上げるための第一歩と位置づけられています。

Q. すぐに宇宙で製造が始まるのですか？

A. いいえ。今回の協業は地上での材料成長・キャラクタリゼーション・加工から始まり、12〜24か月かけてテキサスA&Mシステム全体の共同研究へ広げるとされています。テキサスに置かれるのは、宇宙で作った材料を仕上げる側の設備です。

Q. なぜ宇宙だと良い結晶が育つのですか？

A. 地上の結晶成長には、温度差による浮力対流と、重い成分が沈む沈降が必ず伴います。微小重力ではこの2つがほぼ消えるため、結晶がゆっくり均一に育つと期待されています。NASA も微小重力の利点として、対流がないことによる静穏な環境が欠陥を取り除くか最小化できると説明しています。Space Forge はこれに加えて、軌道環境の高真空と安定した熱条件を挙げています。

Q. 化合物半導体とは何ですか。シリコンと何が違うのですか？

A. 2種類以上の元素を組み合わせて作る半導体です。GaN や SiC はバンドギャップがシリコンの約3倍あり、高い電圧をかけても電流が漏れにくく、高温でも動作します。そのため高耐圧・高効率のパワー半導体や高周波デバイスに向きます。GaN を採用したUSB充電器が小さく軽いのは、この性質でスイッチング周波数を上げ、周辺部品を小さくできるからです。

Q. Space Forge はもう宇宙で材料を作って持ち帰ったのですか？

A. 持ち帰りはまだです。ForgeStar-1 は2025年6月27日に打ち上げられ、2025年12月には軌道上でのプラズマ生成、2026年3月には高圧ガス供給系の動作が公表されていますが、公式発表のとおりこの機体は地球に帰還せず、計画された安全な大気圏消滅で運用を終える設計です。材料を持ち帰るループは、今後のミッションの構想段階にあります。

Q. 宇宙製造は地上の半導体工場を置き換えるのですか？

A. 現在公表されているモデルでは置き換えません。軌道上で育てるのは種となるシードウェハで、それを製品規模にスケールするのは地上の設備です。同社が英国のスウォンジー大学に地上側の拠点を整備し、米国でもまず地上の設備から手をつけているのは、この分担を前提にしているからだと読めます。

参考

• Building US capacity in advanced semiconductor materials: Space Forge selects The Texas A&M University System as manufacturing base（Space Forge 公式プレスリリース）
• The Forge Awakens: Space Forge successfully launches ForgeStar-1（Space Forge 公式プレスリリース）
• Space Forge ignites a new industrial era, delivering world-first capability for orbital semiconductor manufacturing（Space Forge 公式プレスリリース）
• Space Forge ForgeStar-1 mission demonstrates UK supply chain strength in world-first plasma achievement（Space Forge 公式プレスリリース）
• Pridwen heat shield deploys in zero gravity（Space Forge 公式プレスリリース）
• Space Forge announces completion of UK Space Agency-funded National Microgravity Research Centre（Semiconductor Today）
• Space Forge selects Texas A&M University System as manufacturing base（Semiconductor Today）
• Space Forge takes first step into US manufacturing（Electronics Weekly）
• In Space Production: Applications Within Reach（NASA 公式）
• AggieFab Nanofabrication Facility（テキサスA&M大学 公式）
• About – Texas A&M Semiconductor Institute（テキサスA&M半導体研究所 公式）
• Regents Approve Three Major Capital Projects to Strengthen Semiconductor Research and Agricultural Infrastructure（Texas A&M System News）

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