半導体材料市場 – 世界の産業規模、シェア、トレンド、機会、予測。アプリケーション別（製造、プロセス化学品、フォトマスク、電子ガス、フォトレジスト付属品、スパッタリングターゲット、シリコン）、パッケージ別（基板、リードフレーム、セラミックパッケージ、ボンディングワイヤ、封止樹脂、ダイアタッチ材料）、エンドユーザー産業別（民生用電子機器、通信、製造、自動車、エネルギーおよびユーティリティ）地域別、競争状況2018～2028年

市場概要

世界の半導体材料市場は、2022年に675億8000万米ドルと評価され、2028年までの予測期間中に5.72％のCAGRで堅調な成長が見込まれています。半導体材料は、導体（金属など）と絶縁体（非金属など）の中間に位置する導電性のユニークな特性を示す物質です。これらの材料は、一般にコンピュータチップまたはマイクロチップとして知られる電子デバイスおよび集積回路（IC）の製造における基本的な構成要素です。電子部品内で電流の制御された流れを可能にする上で重要な役割を果たします。半導体材料の挙動は、その原子構造とエネルギーレベルの「バンドギャップ」の存在に基づいています。半導体では、価電子帯（基底状態の電子が占めるエネルギーレベル）が伝導帯（電子が伝導するために移動できるエネルギーレベル）から分離されています。このギャップを埋めるには外部エネルギー源が必要です。これにより、電子が価電子帯から伝導帯に移動し、電気を伝導できるようになります。

主要な市場推進要因

新しい材料と製造の革新により、半導体は小さなディスクやウェーハに切断または成形された硬い基板から、より柔軟なプラスチックや紙へと移行しています。発光ダイオード、太陽電池、トランジスタなど、多数の製品が、ますます柔軟な基板への傾向によって実現可能になりました。この新しい材料と製造の革新により、世界の半導体材料市場は予測期間中に高い CAGR を記録すると予想されています。新しい材料と製造の発見が市場の成長を促進。

半導体業界の小型化の傾向が勢いを増すにつれて、半導体材料の需要も増加すると予想されています。これは、先端ノードのIC、異種統合、3Dメモリアーキテクチャの製造にはより多くの処理ステップが必要であり、ウェーハ製造およびパッケージング材料の消費量の増加につながるためです。たとえば、英国に拠点を置くPragmatic Semiconductor Ltd.という企業は、2022年12月に、チップを製造するための新しい方法を開発するために投資家から3,500万ドルを集めたことを明らかにしました。この企業は、フレキシブルプロセッサを製造するチップ製造工場（ファブとも呼ばれる）を所有しています。特に、CPUにはシリコンは存在しません。プラスチック基板上に統合された金属酸化物トランジスタを使用するPlasticArmと呼ばれるフレキシブルプロセッサも、前年にPragmaticとArm Ltd.によって発表されました。

さらに、STMicroelectronicsとフランスの半導体材料サプライヤーSoitecは、2022年12月に、今後18か月間でシリコンカーバイド（SiC）基板に関するコラボレーションの次の段階に到達し、STMicroelectronicsがSoitecのSiC基板技術を認定する予定であると発表しました。このコラボレーションの目的は、STMicroelectronics が Soitec の SmartSiC 技術を今後の 200mm 基板製造に利用し、デバイスおよびモジュールの製造事業をサポートすることです。大規模な製造は間もなく開始される予定です。電気自動車の電力管理を強化するチップは、現在、SiC 材料を使用してますます多く生産されています。ヨーロッパの半導体材料市場は、最新技術への投資の増加により、予測期間中に急速に拡大すると予想されています。

さらに、低コストで高効率の太陽電池を求める声から、太陽光発電デバイスの要件を満たす新しい半導体の探索が促進されています。大規模なアプリケーションでは、経済性、環境性、化学的性質、電気的性質を考慮する必要があります。これには、豊富なリソース、特に薄膜技術による製造の容易さ、長期安定性、無毒性が含まれます。これらすべての基準は、最近大きな注目を集めている遷移金属ジカルコゲニド (TMDC) MoS2 および WS2 によって満たされています。さらに、ロジック デバイスの継続的な開発は現在、PPAC (電力性能面積コスト) スケーリングと 3D 統合の問題によって推進されていますが、将来のパワー デバイスの輸送特性の改善や熱管理の改善のためには、ワイド バンドギャップ材料の製造における大幅な進歩が依然として必要です。

コンシューマー エレクトロニクスの需要の高まり

コンシューマー エレクトロニクスは、市場にとって最も重要なエンド ユーザー産業の 1 つです。そのため、モノのインターネット (IoT) の採用増加に一部牽引されて高まるコンシューマー エレクトロニクスの需要は、市場に新たな成長機会をもたらします。

主要な市場の課題

環境規制と経済の不安定性

半導体業界は高度にグローバル化されており、複雑なサプライ チェーンに依存しています。自然災害、地政学的緊張、COVID-19 パンデミックなど、サプライ チェーンに混乱が生じると、材料不足、リード タイムの増加、コストの上昇につながる可能性があります。半導体製造プロセスが高度化するにつれて、使用される材料はますます厳しい要件を満たす必要があります。これらの技術的要求を満たす材料の開発は困難であり、多大な研究開発が必要です。半導体業界はコストに敏感であり、製造業者は常に製造コストを削減する方法を模索しています。これにより、材料サプライヤーは競争力のある価格で高品質の材料を提供するプレッシャーを受ける可能性があります。半導体製造プロセスでは、危険な材料や化学物質が使用されることがよくあります。厳格な環境規制と製造による環境への影響を最小限に抑える必要性により、材料サプライヤーと半導体メーカーの両方に課題が生じる可能性があります。半導体市場は、需要に影響を与える可能性のある景気循環の影響を受けます。景気後退時には、電子機器の需要が減少し、半導体材料の需要に影響を与える可能性があります。

知的財産保護

新しい材料の開発には、研究開発への多大な投資が必要です。知的財産を保護し、独自の材料の不正コピーや使用を防ぐことは、継続的な課題です。半導体技術が進歩するにつれ、小型化とスケーリングが絶えず推進されています。これには、より小さなスケールでもパフォーマンスと信頼性を維持できる材料が必要であり、これは技術的に困難な場合があります。半導体業界は急速に進化しており、新しい技術やプロセスが頻繁に登場しています。材料サプライヤーは、最新の製造方法と互換性のある材料を提供するために、これらの変化に先んじなければなりません。半導体材料市場は競争が激しく、多くの企業が市場シェアを競っています。この競争により、価格圧力が高まり、絶え間ない革新が必要になります。半導体製造には、厳しい許容差を伴う複雑なプロセスが伴います。高品質の半導体デバイスの歩留まりを確保するには、材料の品質とパフォーマンスが一貫している必要があります。

主要な市場動向

高度なパッケージング ソリューション

半導体業界の最も重要なトレンドの 1 つは、小型化の絶え間ない追求です。デバイスが小型化され、より強力になるにつれて、半導体材料は、ますます小さくなる寸法の複雑な構造の製造を可能にするために適応する必要があります。これにより、ナノスケール レベルで性能を維持できる新しい材料が開発されました。従来の半導体パッケージング技術は、5G、モノのインターネット (IoT)、人工知能 (AI) などの新しいテクノロジの需要に対応するために進化しています。3D スタッキングやファンアウト ウェーハ レベル パッケージング (FOWLP) などの高度なパッケージング方法が普及しつつあります。これらの技術には、熱管理の改善、相互接続密度の向上、信頼性の向上を実現する材料が必要です。半導体テクノロジが進歩するにつれて、材料に対する要件はますます複雑になっています。たとえば、より小型で強力なチップを製造するために使用される最先端の製造プロセスである極端紫外線 (EUV) リソグラフィーをサポートするには、新しい材料が必要です。これらの材料は、並外れた光吸収、熱安定性、耐久性を示す必要があります。

ワイド バンドギャップ半導体

エネルギー効率は、現代のエレクトロニクスにおける重要な懸念事項です。エネルギー効率の高いデバイスの開発を可能にする半導体材料の需要が高まっています。これには、再生可能エネルギー システム、電気自動車、その他の省エネ アプリケーションで重要な役割を果たすパワー半導体に使用される材料が含まれます。シリコンカーバイド（SiC）や窒化ガリウム（GaN）などのワイドバンドギャップ材料は、従来のシリコンに比べて優れた電気特性を持つことから注目を集めています。これらの材料は、パワーエレクトロニクスや無線通信システムなどの高出力および高周波アプリケーションに不可欠です。半導体業界は、環境への影響に関する監視の強化に直面しています。メーカーは、業界の二酸化炭素排出量を削減し、有害物質の使用を最小限に抑えるために、より持続可能な材料とプロセスを求めています。これにより、環境に優しい材料とリサイクルイニシアチブが開発されました。

セグメント別インサイト

アプリケーション別インサイト

半導体材料市場は、2022年にプロセス化学品が主流のセグメントです。

エンドユーザー業界

予測期間中は、民生用電子機器が市場を支配すると予想されます。民生用電子機器分野で最も重要な科学的進歩の 1 つは、半導体材料の開発です。この材料は、優れた電子移動度、広い動作温度範囲、および低エネルギー要件のため、好評を博しています。消費者向けガジェットの大部分には半導体が含まれています。集積回路、ダイオード、トランジスタなどの半導体部品は、電子レンジ、冷蔵庫、コンピューター、ゲーム機、携帯電話などのデバイスで使用されています。

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地域の洞察

最近の開発

• 2021 年 11 月、ノルウェー科学技術大学 (NTNU) の研究チームによって、超高材料効率の半導体ナノワイヤ組み込み太陽電池を開発する方法が開発されました。この製品をa-Siセルと組み合わせて使用することで、太陽電池の効率が約40％まで向上し、現在利用可能なSi太陽電池の2倍になります。
• 2022年3月、Navitas Semiconductorは、同月にバルセロナで開催されたMWC 2022で世界に発表されたRealme GT Neo 3スマートフォンシリーズ向けに、市場をリードする急速充電ソリューションを提供するために、同社のGaNFastテクノロジーが選ばれたことを発表しました。 GT Neo 3の新しい150W充電器は、GaNFastパワーICによって可能になった新しいクラスの超高速スマートフォン充電器の中で最も効果的なメンバーとして宣伝されています。
• 2022年11月、エコシステムの温室効果ガス排出量の削減を加速するために、欧州の半導体バリューチェーン全体の60社が、世界的な電子機器製造および設計サプライチェーンにサービスを提供する業界団体であるSEMIと協力しました。
• 半導体用ヒーターブロックおよび化学物質の前駆体を製造する韓国の上場企業であるMerckand Mecaro Co. Ltd.は、2022年8月に同社の化学部門を買収する拘束力のある契約を締結しました。この戦略的買収は、メルクのエレクトロニクス事業部門におけるレベルアップ成長プログラムの一環であり、2021年から2025年にかけてイノベーションと能力に32億2,000万米ドル以上を投資することを目指しており、規模、テクノロジー、ポートフォリオ、能力など、相互に強化し合う4つの主要優先事項に重点を置いています。
• 新しい半導体フォトマスク会社、トッパンフォトマスク株式会社を設立するため、同社は2022年4月に日本のプライベートエクイティ会社インテグラルコーポレーションと契約を締結しました。この事業は、フォトマスク市場での競争力を向上させることを目指しています。トッパンは、日本の朝霞、ドイツのコルベイル、ドイツのドレスデンに施設を持つ、フォトマスクの有名なメーカーです。同社はまた、商用フォトマスク業界で大きな市場シェアを誇っています。

主要市場プレーヤー

• BASF SE.
• Indium Corporation.
• Intel Corporation.
• 日立化成株式会社
• 京セラ株式会社
• Henkel AG & KGAA 社。
• 日亜化学工業株式会社
• Intel Corporation および UTAC Holdings Ltd
• International QuantumEpitaxy PLC