반도체 소재 시장 – 글로벌 산업 규모, 점유율, 추세, 기회 및 예측 세분화(제조, 공정 화학 물질, 포토마스크, 전자 가스, 포토레지스트 보조 장치, 스퍼터링 타겟 및 실리콘), 패키징(기판, 리드 프레임, 세라믹 패키지, 본딩 와이어, 캡슐화 수지 및 다이 어태치 소재), 최종 사용자 산업(소비자 전자 제품, 통신, 제조, 자동차 및 에너지 및 유틸리티) 지역별, 경쟁 2018-2028

시장 개요

글로벌 반도체 소재 시장은 2022년에 675억 8천만 달러 규모였으며 2028년까지 연평균 성장률 5.72%로 예측 기간 동안 강력한 성장을 보일 것으로 예상됩니다. 반도체 소재는 도체(예금속)와 절연체(예비금속) 사이에 있는 고유한 전도성 특성을 나타내는 물질입니다. 이러한 소재는 일반적으로 컴퓨터 칩 또는 마이크로칩이라고 알려진 전자 장치 및 집적 회로(IC) 제조의 기본 구성 요소입니다. 이들은 전자 부품 내에서 전류의 제어된 흐름을 가능하게 하는 데 중요한 역할을 합니다. 반도체 소재의 동작은 원자 구조와 에너지 레벨의 "밴드 갭" 존재에 기반합니다. 반도체에서 원자가(기저 상태에서 전자가 차지하는 에너지 준위)는 전도대(전자가 전도되기 위해 이동할 수 있는 에너지 준위)와 분리됩니다. 이 갭은 외부 에너지원을 연결하여 전자가 원자가에서 전도대로 이동하여 전기를 전도할 수 있도록 해야 합니다.

주요 시장 동인

새로운 소재와 제조 혁신으로 인해 반도체는 작은 디스크나 웨이퍼로 절단되거나 형성된 단단한 기판에서 벗어나 더 유연한 플라스틱과 종이로 전환되고 있습니다. 발광 다이오드, 태양 전지, 트랜지스터를 포함한 수많은 제품이 점점 더 유연한 기판으로의 추세에 의해 실현 가능해졌습니다. 이 새로운 소재와 제조 혁신으로 인해 글로벌 반도체 재료 시장은 예측 기간 동안 높은 CAGR을 기록할 것으로 예상됩니다. 새로운 소재와 제조 발견이 시장 성장을 촉진합니다.

반도체 산업의 소형화 추세가 견인력을 얻으면서 반도체 재료에 대한 수요도 증가할 것으로 예상됩니다. 이는 고급 노드 IC, 이기종 통합 및 3D 메모리 아키텍처를 제조하는 데 더 많은 처리 단계가 필요하기 때문에 웨이퍼 제조 및 패키징 재료의 소비가 증가하기 때문입니다. 예를 들어, 영국에 있는 Pragmatic Semiconductor Ltd.라는 회사는 2022년 12월에 칩을 제조하는 새로운 방법을 만들기 위해 투자자들로부터 3,500만 달러를 모았다고 밝혔습니다. 이 회사는 유연한 프로세서를 생산하는 칩 제조 공장(팹이라고도 함)을 소유하고 있습니다. 특히 실리콘은 CPU에 존재하지 않습니다. 플라스틱 기판에 통합된 금속 산화물 트랜지스터를 사용하는 PlasticArm이라는 유연한 프로세서도 Pragmatic과 Arm Ltd.에서 작년에 발표했습니다.

또한 STMicroelectronics와 프랑스 반도체 소재 공급업체 Soitec은 2022년 12월에 향후 18개월 동안 실리콘 카바이드(SiC) 기판에 대한 협력의 다음 단계에 도달했으며 STMicroelectronics는 Soitec의 SiC 기판 기술을 검증할 계획이라고 발표했습니다. 이 협력의 목표는 STMicroelectronics가 Soitec의 SmartSiC 기술을 다가올 200mm 기판 제조에 활용하여 회사의 장치 및 모듈 제조 사업을 지원하는 것입니다. 곧 대량 생산이 예상됩니다. 전기 자동차의 전력 관리를 향상시키는 칩이 점점 더 많이 현재 SiC 재료를 사용하여 생산되고 있습니다. 최신 기술에 대한 투자가 증가함에 따라 유럽의 반도체 재료 시장은 예상 기간 동안 빠르게 증가할 것으로 예상됩니다.

또한, 저렴하고 고효율 태양 전지에 대한 요구 사항으로 인해 태양광 장치 요구 사항에 맞는 새로운 반도체에 대한 검색이 촉발되었습니다. 대규모 응용 프로그램의 경우 경제적, 생태적, 화학적 및 전기적 품질을 고려해야 합니다. 여기에는 풍부한 자원, 특히 박막 기술을 사용한 제조 용이성, 장기 안정성 및 무독성이 포함됩니다. 이러한 모든 기준은 최근 많은 관심을 끌고 있는 전이 금속 디칼코게나이드(TMDC) MoS2 및 WS2에 의해 충족됩니다. 또한, 논리 소자의 지속적인 개발은 현재 PPAC(Power Performance Area Cost) 스케일링 및 3D 통합 문제에 의해 주도되고 있지만, 미래 전력 소자의 수송 특성 개선이나 열 관리 개선을 위해 와이드 밴드갭 소재 제조의 상당한 발전이 여전히 필요합니다.

소비자 전자 제품에 대한 수요 증가

소비자 전자 제품은 시장에서 가장 중요한 최종 사용자 산업 중 하나입니다. 따라서 사물 인터넷(IoT) 채택 증가에 의해 부분적으로 주도되는 소비자 전자 제품에 대한 수요 증가는 시장에 새로운 성장 기회를 열어줍니다.

주요 시장 과제

환경 규제 및 경제 변동성

반도체 산업은 고도로 세계화되어 있으며 복잡한 공급망에 의존합니다. 자연 재해, 지정학적 긴장 또는 COVID-19 팬데믹과 같은 공급망의 중단은 재료 부족, 리드 타임 증가 및 비용 증가로 이어질 수 있습니다. 반도체 제조 공정이 더욱 발전함에 따라 사용되는 재료는 점점 더 엄격한 요구 사항을 충족해야 합니다. 이러한 기술적 요구 사항을 충족할 수 있는 소재를 개발하는 것은 어려울 수 있으며 상당한 연구 개발이 필요합니다. 반도체 산업은 비용에 민감하며 제조업체는 끊임없이 생산 비용을 줄일 수 있는 방법을 모색하고 있습니다. 이는 재료 공급업체에 경쟁력 있는 가격으로 고품질 소재를 제공하라는 압력을 가할 수 있습니다. 반도체 제조 공정에는 종종 유해 물질과 화학 물질이 사용됩니다. 엄격한 환경 규정과 생산의 환경적 영향을 최소화해야 할 필요성은 재료 공급업체와 반도체 제조업체 모두에게 어려움을 줄 수 있습니다. 반도체 시장은 수요에 영향을 줄 수 있는 경기 순환의 영향을 받습니다. 경기 침체기에는 전자 기기에 대한 수요가 감소하여 반도체 소재에 대한 수요에 영향을 미칠 수 있습니다.

지식 재산 보호

새로운 소재를 개발하려면 연구 개발에 상당한 투자가 필요합니다. 지적 재산을 보호하고 무단 복제 또는 독점 소재 사용을 방지하는 것은 지속적인 과제입니다. 반도체 기술이 발전함에 따라 소형화와 확장에 대한 끊임없는 추진이 있습니다. 이를 위해서는 더 작은 규모에서도 성능과 신뢰성을 유지할 수 있는 재료가 필요하며, 이는 기술적으로 어려울 수 있습니다. 반도체 산업은 빠르게 진화하며 새로운 기술과 공정이 자주 등장합니다. 재료 공급업체는 최신 제조 방법과 호환되는 재료를 제공하기 위해 이러한 변화에 앞서야 합니다. 반도체 재료 시장은 경쟁이 치열하며 수많은 회사가 시장 점유율을 놓고 경쟁합니다. 이러한 경쟁은 가격 압박과 지속적인 혁신의 필요성으로 이어질 수 있습니다. 반도체 제조에는 엄격한 허용 오차가 있는 복잡한 공정이 필요합니다. 재료는 고품질 반도체 장치의 수율을 보장하기 위해 품질과 성능이 일관되어야 합니다.

주요 시장 동향

고급 패키징 솔루션

반도체 산업에서 가장 중요한 동향 중 하나는 소형화에 대한 끊임없는 추구입니다. 장치가 더 작고 강력해짐에 따라 반도체 재료는 점점 줄어드는 치수로 복잡한 구조를 제조할 수 있도록 적응해야 합니다. 이로 인해 나노 수준에서 성능을 유지할 수 있는 새로운 재료가 개발되었습니다. 기존 반도체 패키징 기술은 5G, 사물 인터넷(IoT), 인공지능(AI)과 같은 새로운 기술의 요구에 부응하기 위해 발전하고 있습니다. 3D 스태킹 및 팬아웃 웨이퍼 레벨 패키징(FOWLP)과 같은 고급 패키징 방법이 점점 더 보편화되고 있습니다. 이러한 기술에는 향상된 열 관리, 더 높은 상호 연결 밀도 및 향상된 신뢰성을 제공하는 재료가 필요합니다. 반도체 기술이 발전함에 따라 재료에 대한 요구 사항이 더욱 복잡해지고 있습니다. 예를 들어, 더 작고 강력한 칩을 생산하는 데 사용되는 최첨단 제조 공정인 극자외선(EUV) 리소그래피를 지원하는 새로운 재료가 필요합니다. 이러한 재료는 뛰어난 광 흡수력, 열 안정성 및 내구성을 보여야 합니다.

와이드 밴드갭 반도체

에너지 효율성은 현대 전자 제품의 핵심 관심사입니다. 에너지 효율적인 장치의 개발을 가능하게 할 수 있는 반도체 재료에 대한 수요가 높습니다. 여기에는 재생 에너지 시스템, 전기 자동차 및 기타 에너지 절약 응용 분야에서 중요한 역할을 하는 전력 반도체에 사용되는 재료가 포함됩니다. 실리콘 카바이드(SiC) 및 질화갈륨(GaN)과 같은 와이드 밴드갭 소재는 기존 실리콘에 비해 우수한 전기적 특성으로 인해 주목을 받고 있습니다. 이러한 소재는 전력 전자 및 무선 통신 시스템을 포함한 고전력 및 고주파 애플리케이션에 필수적입니다. 반도체 산업은 환경 영향에 대한 감시가 증가하고 있습니다. 제조업체는 산업의 탄소 발자국을 줄이고 유해 물질 사용을 최소화하기 위해 보다 지속 가능한 소재와 공정을 모색하고 있습니다. 이로 인해 친환경 소재와 재활용 이니셔티브가 개발되었습니다.

세그먼트별 통찰력

애플리케이션 통찰력

반도체 소재 시장은 2022년에 세그먼트가 주도하는 공정 화학 물질입니다.

최종 사용자 산업

예측 기간 동안 소비자 전자 제품이 시장을 주도할 것으로 예상됩니다. 가전 제품 분야에서 가장 중요한 과학적 발전 중 하나는 반도체 소재의 개발입니다. 이 소재는 뛰어난 전자 이동성, 광범위한 작동 온도 범위, 낮은 에너지 요구 사항으로 인해 선호됩니다. 대부분의 가전 제품에는 반도체가 들어 있습니다. 집적 회로, 다이오드, 트랜지스터를 포함한 반도체 부품은 전자레인지, 냉장고, 컴퓨터, 게임 콘솔, 모바일과 같은 기기에 사용됩니다.

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지역 통찰력

최근 개발

• 2021년 11월, 노르웨이 과학기술대학교(NTNU)의 연구팀이 초고효율 소재를 갖춘 반도체 나노와이어가 통합된 태양 전지를 개발하는 방법을 개발했습니다. 이 제품을 a-Si 셀과 함께 사용하면 태양 전지의 효율이 약 40%까지 높아져 현재 사용 가능한 Si 태양 전지보다 두 배나 높아질 것입니다.
• 2022년 3월, Navitas Semiconductor는 GaNFast 기술이 같은 달 바르셀로나에서 열리는 MWC 2022에서 세계에 소개된 Realme GT Neo 3 스마트폰 시리즈에 대한 시장 선도적 고속 충전 솔루션을 제공하기 위해 선택되었다고 발표했습니다. GT Neo 3의 새로운 150W 충전기는 GaNFast 전력 IC로 가능해진 새로운 종류의 초고속 스마트폰 충전기 중 가장 효과적인 제품으로 광고되고 있습니다.
• 2022년 11월, 유럽의 반도체 가치 사슬 전반에 걸친 60개 회사가 글로벌 전자 제조 및 설계 공급망을 담당하는 산업 협회인 SEMI와 힘을 합해 생태계의 온실 가스 배출 감소를 앞당기고 있습니다.
• 히터 블록과 반도체용 화학물질 전구체를 생산하는 상장 한국 기업인 머칸드 메카로(주)는 2022년 8월 회사의 화학 부서를 인수하기 위한 구속력 있는 계약을 체결했습니다. 전략적 인수는 Merck의 전자 사업 부문을 위한 Level Up 성장 프로그램의 일부로, 2021년부터 2025년까지 혁신과 역량에 32억 2,000만 달러 이상을 투자하는 것을 목표로 하며 규모, 기술, 포트폴리오, 역량과 같은 4가지 상호 강화되는 핵심 우선순위를 강조합니다.
• 새로운 반도체 포토마스크 회사인 Toppan Photomask Co., Ltd.를 설립하기 위해 이 회사는 2022년 4월 일본 사모펀드인 Integral Corporation과 계약을 체결했습니다. 이 사업은 포토마스크 시장에서 경쟁력을 강화하는 것을 목표로 합니다. Toppan은 일본 아사카, 독일 코르베일, 독일 드레스덴에 시설을 갖춘 유명한 포토마스크 생산업체입니다. 이 회사는 또한 상업용 포토마스크 산업에서 상당한 시장 점유율을 가지고 있습니다.

주요 시장 주체

• BASF SE.
• Indium Corporation.
• Intel Corporation.
• Hitachi Chemical Co. Ltd.
• KYOCERA Corporation
• Henkel AG & 회사 KGAA.
• 니치아 주식회사
• 인텔 주식회사 및 UTAC 홀딩스 유한회사
• 인터내셔널 퀀텀에피택시 PLC