ウェーハ製造市場 – 世界の業界規模、シェア、トレンド、機会、予測、サイズ別（65 nm、45 nm、32nm、22 nm、14 nm、10 nm、7nm）、製造プロセス別（バックエンド処理、フロントエンド処理）、エンドユーザー別（統合デバイスメーカー、ファウンドリ、メモリ）、地域別、競合状況別、2019～2029年予測

市場概要

世界のウェーハ製造市場は2023年に708億1000万米ドルと評価され、2029年までの予測期間中に6.20％のCAGRで堅調な成長が見込まれています。

ウェーハ製造、またはウェーハ処理とも呼ばれるウェーハ製造には、生のシリコンウェーハを機能的な半導体デバイスに変換することを目的とした多数のステップが含まれます。このプロセスは通常、シリコンインゴットの準備から始まります。シリコンインゴットは、ウェーハと呼ばれる薄い円形のディスクにスライスされます。これらのウェーハは、フォトリソグラフィ、エッチング、ドーピング、堆積、メタライゼーションなどのさまざまな製造プロセスを経て、集積回路の基礎となる複雑なパターンと構造を形成します。

主要な市場推進要因

半導体製造プロセスにおける技術の進歩

技術の進歩は、世界のウェーハ製造市場の成長と革新を推進する上で極めて重要な役割を果たしています。半導体メーカーは、基礎となる製造プロセスを進歩させることで、半導体デバイスの性能、電力効率、統合密度の向上に絶えず取り組んでいます。この絶え間ない技術の追求により、液浸リソグラフィ、極端紫外線 (EUV) リソグラフィ、マルチパターニングなどのますます高度な製造技術が開発され、より小さなフィーチャ サイズとより高いトランジスタ密度の半導体デバイスの製造が可能になりました。

半導体製造における技術の進歩の主な推進要因の 1 つは、集積回路上のトランジスタの数が約 2 年ごとに倍増するというムーアの法則に対する業界の遵守です。ムーアの法則に遅れを取らず、半導体デバイスの高性能化と機能強化に対する高まる需要に応えるため、ウェーハ製造施設は半導体製造技術の限界を押し上げることを目的とした研究開発 (R&D) イニシアチブに多額の投資を行っています。

たとえば、7nm、5nm などの高度なプロセス ノードへの移行により、パフォーマンス特性が向上した超小型トランジスタの製造が可能になり、次世代のマイクロプロセッサ、メモリ チップ、システム オン チップ (SoC) ソリューションの開発への道が開かれます。さらに、高誘電率誘電体や III-V 化合物半導体などの新素材の統合により、デバイスのパフォーマンスとエネルギー効率がさらに向上し、高度なウェーハ製造技術の需要が高まっています。

3D 統合やファンアウト ウェーハ レベル パッケージング (FOWLP) などの革新的なパッケージング技術の採用により、デバイスの統合レベルが高まり、システム レベルのパフォーマンスが向上し、ウェーハ製造の進歩が補完されます。これらのパッケージングのイノベーションにより、複数の半導体ダイを垂直に積み重ねることが容易になり、フットプリントが削減され、信号の整合性が向上するとともに、単一パッケージ内に異種コンポーネントを統合できるようになります。

半導体製造プロセスの技術的進歩は、世界のウェーハ製造市場の基本的な市場推進力として機能し、半導体業界におけるイノベーション、生産能力の拡大、競争力を促進しています。半導体メーカーがムーアの法則の限界を押し広げ、新しい材料やパッケージングソリューションを模索し続ける中、ウェーハ製造市場は持続的な成長と進化を遂げ、次世代の半導体デバイスの開発を推進する態勢が整っています。

新興アプリケーションにおける高度な半導体デバイスの需要

新興アプリケーションにおける高度な半導体デバイスの需要の高まりは、世界のウェーハ製造市場の成長を推進する重要な市場推進力です。半導体技術は、人工知能 (AI)、機械学習、自律走行車、モノのインターネット (IoT)、5G 無線通信など、さまざまな業界で幅広い革新的な製品やサービスを実現する上で重要な役割を果たしています。

AI や機械学習などの新しいアプリケーションは、高性能コンピューティング ソリューションに大きく依存しており、膨大な量のデータをこれまでにない速度と効率で処理できる高度な半導体デバイスの開発が必要です。高速でエネルギー効率に優れたマイクロプロセッサ、グラフィックス プロセッシング ユニット (GPU)、ニューラル ネットワーク アクセラレータの製造を可能にするウェーハ製造技術は、ヘルスケア、金融、自動車、民生用電子機器などの分野で AI 駆動型アプリケーションの急増をサポートするために大きな需要があります。

自律走行車の登場により、自律走行機能に必要な複雑なセンサー アレイ、プロセッシング ユニット、通信システムを動かす高度な半導体ソリューションの需要が高まっています。 LiDAR センサー、レーダー モジュール、自動車グレードのマイクロコントローラーなど、高性能で信頼性の高い半導体コンポーネントを提供できるウェーハ製造技術は、自動運転車技術の広範な採用に不可欠です。

IoT 分野では、接続されたデバイスとスマート センサーの急増により、IoT アプリケーションの厳しい要件を満たすことができる低消費電力でコスト効率の高い半導体ソリューションの開発が必要になっています。超低消費電力のマイクロコントローラー、ワイヤレス接続チップ、センサー インターフェイスの製造を可能にするウェーハ製造技術は、スマート ホーム、産業オートメーション、ヘルスケア、農業など、さまざまな環境に IoT デバイスをシームレスに統合する上で重要な役割を果たします。

5G ワイヤレス ネットワークの展開により、5G 対応アプリケーションのデータ スループットの向上、低遅延、ネットワーク信頼性の要件をサポートする高度な半導体デバイスの需要が高まっています。 RF フロントエンド モジュール、mmWave トランシーバー、ベースバンド プロセッサの製造を可能にするウェーハ製造技術は、5G インフラストラクチャとデバイスの展開に不可欠であり、拡張現実 (AR)、仮想現実 (VR)、リアルタイム ビデオ ストリーミングなどの変革的なアプリケーションへの道を開きます。

AI、自律走行車、IoT、5G ワイヤレス通信などの新興アプリケーションにおける高度な半導体デバイスの需要は、世界のウェーハ製造市場の重要な市場推進要因となっています。業界が革新を続け、デジタル変革を受け入れていく中で、最先端の半導体ソリューションの必要性がウェーハ製造技術の成長と投資を促進し続け、半導体業界を革新と機会の新しい時代へと押し進めます。

エレクトロニクス業界と民生用電子機器市場の成長

エレクトロニクス業界と民生用電子機器市場の成長は、世界中のウェーハ製造サービスの需要に影響を与える基本的な市場推進要因です。エレクトロニクス業界は、通信、コンピューティング、自動車、ヘルスケア、航空宇宙、民生用電子機器など、幅広い分野を網羅しており、そのすべてが製品の革新と機能性において半導体技術に大きく依存しています。

エレクトロニクス業界の成長の原動力の 1 つは、通信技術、コンピューティング機能、センサー統合の進歩によって推進される現代社会のデジタル化と接続性の高まりです。スマートフォン、タブレット、ラップトップ、ウェアラブル デバイスの普及により、処理能力、接続性、エネルギー効率を向上させる高性能半導体ソリューションの需要が高まっています。

自動車業界では、電動化、自律性、接続性に向けたパラダイム シフトが進行しており、電気自動車 (EV)、先進運転支援システム (ADAS)、車載インフォテインメント (IVI) システム、車車間通信 (V2X) プラットフォームを支える半導体ソリューションの需要が高まっています。高い信頼性、耐久性、安全機能を備えた自動車グレードの半導体を製造できるウェーハ製造技術は、自動車業界の変革をサポートし、次世代車両の厳しい要件を満たすために不可欠です。

ヘルスケア分野では、医療機器、診断装置、遠隔医療ソリューションの普及により、高度な画像処理、患者モニタリング、データ分析機能を実現する半導体ソリューションの需要が高まっています。高解像度の画像センサー、バイオセンサー、信号処理チップの製造を可能にするウェーハ製造技術は、革新的な医療機器の開発をサポートし、患者の転帰を改善するために不可欠です。

航空宇宙および防衛産業は、航空電子工学、レーダーシステム、ナビゲーション機器、衛星通信プラットフォームなどのミッションクリティカルなアプリケーションで半導体技術に大きく依存しています。過酷な動作環境に耐えられる、高信頼性の耐放射線性半導体を提供するウェーハ製造技術は、航空宇宙および防衛部門の厳しい性能、信頼性、および寿命要件をサポートするために不可欠です。

エレクトロニクス業界と消費者向けエレクトロニクス市場の成長は、世界のウェーハ製造市場の重要な市場推進力となり、さまざまな分野で高度な半導体ソリューションの需要を刺激しています。業界が革新を続け、次世代の製品とサービスを開発するにつれて、最先端の半導体技術の必要性がウェーハ製造技術の成長と投資を促進し続け、半導体業界の拡大を促進し、技術と社会の変革的な進歩を可能にします。

主要な市場の課題

高度な製造技術のコストと複雑さ

世界のウェーハ製造市場が直面している主な課題の 1 つは、高度な製造技術に関連するコストと複雑さの増大です。半導体メーカーがより高い性能と集積密度の要求を満たすために、より小さなプロセスノード（7nm、5nmなど）に移行するにつれて、設備、材料、および研究開発イニシアチブに必要な投資が大幅に増加します。

極端紫外線（EUV）リソグラフィーなどの高度なリソグラフィー技術の開発と導入には、多額の設備投資と技術的専門知識が必要であり、小規模なプレーヤーや新興市場にとっては参入障壁となります。さらに、高度な製造プロセスの複雑さにより、欠陥、歩留まり損失、および製造遅延のリスクが高まり、ウェーハ製造施設に対するコスト圧力と運用上の課題がさらに悪化します。

新しい材料（高k誘電体、III-V化合物半導体など）とパッケージング技術（3D統合、ファンアウトウェーハレベルパッケージングなど）の採用により、半導体製造エコシステムにさらなる複雑さとコストの考慮事項が生じます。半導体メーカーは、高度な製造技術を選択して実装する際に、パフォーマンス、コスト、市場投入までの時間の間のトレードオフをうまく乗り越え、イノベーションの必要性と、経済的実現可能性および運用効率の現実とのバランスを取る必要があります。

高度な製造技術のコストと複雑さに対処するには、機器サプライヤー、材料プロバイダー、ファウンドリ、設計会社など、半導体業界のバリュー チェーン全体での協力的な取り組みが必要です。共同研究開発イニシアチブ、技術パートナーシップ、コンソーシアムは、知識の共有、リソースのプール、リスクの軽減を促進し、半導体メーカーが世界市場でのコスト効率と競争力を維持しながら、ウェーハ製造能力の向上に伴う課題を克服できるようにします。

知的財産保護に対する技術的および規制上の障壁

世界のウェーハ製造市場が直面しているもう 1 つの大きな課題は、知的財産 (IP) 保護に対する技術的および規制上の障壁の増加です。半導体メーカーは、自社製品を差別化し、市場での競争優位性を高める独自のプロセス、設計、テクノロジーを開発するために、R&D イニシアチブに多額の投資を行っています。

しかし、サプライ チェーンのグローバル化、国境を越えたコラボレーション、急速な技術移転の時代に、知的財産を不正アクセス、侵害、盗難から保護することは、大きな課題となっています。半導体製造プロセスの複雑さと、半導体業界のエコシステムの相互接続性により、競合他社、偽造者、悪意のある行為者による悪用から貴重な IP 資産を保護することがますます困難になっています。

知的財産権を管理する規制の枠組みは、管轄区域によって大きく異なるため、複数の市場で事業を展開する半導体メーカーにとって、法的およびコンプライアンス上の課題となっています。特許、商標、企業秘密などの知的財産権の執行には、侵害を阻止しイノベーションを保護するための強力な法的戦略、訴訟準備、国境を越えた調整が必要です。

知的財産保護に対する技術的および規制上の障壁に対処するには、法的、技術的、組織的対策を組み合わせた多面的なアプローチが必要です。半導体メーカーは、機密性の高い知的財産資産を不正アクセスやサイバー脅威から保護するために、強力なサイバーセキュリティ プロトコル、アクセス制御、暗号化メカニズムを実装する必要があります。

特許ポートフォリオの最適化、ライセンス契約、技術移転プロトコルなどの積極的な知的財産管理戦略に取り組むことで、半導体メーカーは知的財産資産を収益化すると同時に、侵害や訴訟のリスクを軽減できます。業界団体、政府機関、国際組織と協力することで、共通の標準、ベストプラクティス、施行メカニズムの開発を促進し、知的財産保護を強化し、世界のウェーハ製造市場におけるイノベーションを促進することもできます。

主要な市場動向

高度なプロセスノードと製造技術の採用

世界のウェーハ製造市場を牽引する顕著な動向の 1 つは、高度なプロセスノードと製造技術の広範な採用です。半導体メーカーは、7nm、5nm、さらにそれ以上のより小さなプロセスノードに移行することで、ムーアの法則の限界を継続的に押し広げ、半導体デバイスの高性能、集積密度の向上、エネルギー効率に対する高まる需要に対応しています。

高度なプロセスノードへの移行により、半導体メーカーはより小さなフィーチャーサイズのトランジスタと相互接続を製造できるようになり、単一の半導体ダイにより多くのコンポーネントを統合できるようになります。この傾向により、コンピューティング能力の向上、消費電力の削減、機能の向上を実現した次世代のマイクロプロセッサ、メモリチップ、システムオンチップ (SoC) ソリューションの開発が促進されます。

極端紫外線 (EUV) リソグラフィー、マルチパターニング、高度なパッケージング技術などの新しい製造技術の採用により、ウェーハ製造施設の機能と競争力がさらに強化されます。特に、EUV リソグラフィーにより、半導体メーカーはより微細なフィーチャ サイズとより厳しい設計許容範囲を実現できるため、優れたパフォーマンスと製造性を備えた最先端の半導体デバイスの開発が可能になります。

高誘電率誘電体、III-V 化合物半導体、グラフェンや遷移金属二カルコゲニドなどの 2D 材料などの新材料の統合により、デバイスの性能と機能が向上し、半導体メーカーは新興市場の要件とアプリケーションの需要に対応できるようになります。

高度なプロセス ノードと製造テクノロジの採用は、技術的リーダーシップを維持し、市場投入までの時間を短縮し、人工知能 (AI)、機械学習、自律走行車、モノのインターネット (IoT)、5G ワイヤレス通信などの主要な成長セグメントにおける新たな機会を活用する必要性によって推進されています。半導体メーカーは、先進的な半導体デバイスの開発をサポートするために研究開発イニシアチブと生産能力の拡大に投資し続けているため、先進的なプロセスノードと製造技術の採用は、世界のウェーハ製造市場を形成する主要なトレンドであり続けるでしょう。

異種統合とシステムレベルソリューションの出現

世界のウェーハ製造市場におけるもう 1 つの注目すべきトレンドは、統合された機能と異種コンポーネントを備えた複雑で多機能な半導体デバイスに対する需要の高まりによって推進されている、異種統合とシステムレベルソリューションの出現です。

従来、半導体デバイスはモノリシック手法を使用して製造され、すべてのコンポーネントと回路が均質なプロセスを使用して単一の半導体ダイに統合されていました。しかし、半導体アプリケーションの複雑さと多様性が増すにつれて、多様なコンポーネント、材料、テクノロジーを単一の半導体パッケージまたはシステムに統合できる異種統合技術の必要性が高まっています。

異種統合により、半導体メーカーはシリコン、III-V 化合物半導体、シリコンカーバイドなどのさまざまな半導体材料を組み合わせて、それらの固有の特性と機能を単一のデバイスで活用できます。さらに、プロセッサ、メモリ、センサー、RF モジュールなどのさまざまなコンポーネントを単一の半導体パッケージに統合できるため、パフォーマンス、機能、小型化が向上した高度に統合されたシステムオンチップ (SoC) ソリューションの開発が可能になります。

異種統合により、3D 統合、ファンアウト ウェーハレベル パッケージング (FOWLP)、システムインパッケージ (SiP) ソリューションなどの高度なパッケージング技術を統合でき、従来のパッケージング手法と比較して、より高いレベルの統合、パフォーマンス、柔軟性が実現します。これらの高度なパッケージング技術により、半導体メーカーは、相互接続のスケーリングや電力消費などのムーアの法則のスケーリングの課題に対処できると同時に、よりコンパクトでエネルギー効率の高い半導体デバイスの開発も可能になります。

異種統合およびシステムレベルのソリューションの出現は、AI、IoT、自動車用電子機器、通信などの半導体アプリケーションの複雑性と多様性の増大に対処する必要性によって推進されています。半導体メーカーが異種統合技術の採用をサポートするために研究開発イニシアチブと技術開発に投資を続けるにつれて、統合された多機能半導体デバイスへのトレンドが加速し、世界のウェーハ製造市場の将来を形作るでしょう。

セグメント別インサイト

サイズ別インサイト

14 nm ウェーハ製造市場セグメント

高性能コンピューティング ソリューションの需要は、14nm ウェーハ製造市場の成長を推進するもう 1 つの重要な原動力です。今日のデジタル時代では、人工知能、機械学習、データ分析、クラウド コンピューティング、5G 通信ネットワークなど、幅広いアプリケーションをサポートするために、より高速で強力なプロセッサに対するニーズが高まっています。これらの高度なコンピューティング技術には、より高い処理能力と効率を備えた半導体チップが必要であり、14nm 製造プロセスで実現可能なより小さなトランジスタ サイズとより多くのトランジスタ数の需要が高まっています。業界全体がデジタル変革を受け入れ、より高度な技術を採用し続けるにつれて、14nm チップの需要が急増し、市場の成長がさらに促進されると予想されます。

民生用電子機器、自動車、ヘルスケア、航空宇宙、通信など、さまざまな業界で半導体チップが普及していることで、14nm ウェーハ製造の需要が高まっています。半導体チップは現代社会のいたるところに存在し、日常生活やビジネス運営に欠かせないさまざまなデバイスやシステムに電力を供給しています。スマートフォンやタブレットからスマート家電や自律走行車まで、半導体チップはさまざまなアプリケーションで接続性、自動化、インテリジェンスを実現する上で重要な役割を果たしています。これらの業界が革新を続け、新しい製品やサービスを開発するにつれて、14nm製造技術を使用して製造される高度な半導体チップの需要は飛躍的に増加すると見込まれます。

.

地域別洞察

2023年にはアジア太平洋地域が最大の市場シェアを占めました。アジア太平洋地域のウェーハ製造市場は、世界の半導体業界におけるこの地域の極めて重要な役割を強調する要因の収束によって推進されています。主な推進力の1つは、電子機器に対する消費者の需要の高まり、コネクテッドテクノロジーの普及、業界全体での急速なデジタル変革に牽引されたアジア太平洋地域の電子機器製造部門の堅調な成長です。世界最大の消費者向け電子機器市場であるアジア太平洋地域は、半導体チップ消費の重要な拠点であり、電子機器メーカーの生産ニーズを満たすためのウェーハ製造サービスに対する大きな需要を生み出しています。

アジア太平洋地域は、世界の半導体製造能力のかなりの部分を占めており、台湾、韓国、中国、日本などの国々がウェーハ製造の主要プレーヤーとして台頭しています。これらの国々は、最先端の技術と専門知識を活用して、ますます小さなフィーチャーサイズとより高いパフォーマンスを備えたチップを生産し、高度な半導体製造施設の開発に多額の投資を行ってきました。この地域には大手の半導体ファウンドリと統合デバイスメーカー (IDM) が存在し、企業がアジア太平洋地域の製造能力とサプライチェーンの効率性を活用しようとしているため、ウェーハ製造市場の成長をさらに促進しています。

アジア太平洋地域は、半導体業界の成長と革新を促進することを目的とした政府の有利な政策とイニシアチブの恩恵を受けています。この地域の多くの国は、半導体企業を誘致し、ウェーハ製造施設への投資を奨励するために、税制優遇、助成金、補助金などのインセンティブを提供しています。こうした政府主導の取り組みにより、半導体メーカーがアジア太平洋地域でのプレゼンスを確立または拡大するための環境が整い、ウェーハ製造市場の成長が促進されます。

アジア太平洋地域は半導体業界の研究開発 (R&D) 活動の温床であり、大学、研究機関、テクノロジー企業が協力してイノベーションを推進し、最先端の製造技術を開発しています。この地域には大手の半導体装置および材料サプライヤーが存在するため、ウェーハ製造プロセスにおける技術進歩がさらに促進され、企業は半導体製造の最前線に留まることができます。

最近の開発状況

• 2023 年 8 月、日本電産株式会社の子会社である Nidec Instruments Corporation は、半導体ウェーハ搬送技術における画期的なイノベーションを発表しました。SR7163 シリーズは、複数の基板をさまざまなスロットピッチのステージに搬送する必要があるバッチ式熱処理装置などの機械向けに設計されています。 

主要な市場プレーヤー

• Taiwan SemiconductorManufacturing Company Limited
• Samsung Electronics Co., Ltd.
• Intel Corporation
• GlobalFoundries Inc.
• United Microelectronics Corporation
• SK Hynix Inc.
• Micron Technology, Inc.
• Semiconductor Manufacturing InternationalCorporation
• STMicroelectronics International NV
• NXP Semiconductors NV