Marktbericht für fortschrittliche IC-Substrate: Größe, Marktanteil und Trendanalyse nach Typ (FC BGA, FC CSP), Anwendung (Mobilfunk & Konsumgüter, Automobil & Transport, IT & Telekommunikation, Sonstige) und Region (Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Naher Osten und Afrika, Lateinamerika) – Prognosen für 2024–2032

Marktdynamik

Treiber des globalen Marktes für fortschrittliche IC-Substrate

Zunehmender Einsatz von IoT-Ausrüstung in der Fertigung

Die weltweite Nachfrage nach IoT wird sowohl vom Konsumgüter- als auch vom Industriesektor getragen, da die zunehmende Implementierung der Technologie in beiden Bereichen die Nachfrage antreibt. Aufgrund der steigenden Nachfrage entwickeln Anbieter IoT-spezifische Chipsätze. Altair, Huawei, Intel, Qualcomm, Samsung, Sierra und viele andere führende Hersteller von IoT-Chipsätzen sind nur einige der Marktteilnehmer. Es wird erwartet, dass die Nachfrage nach Chips für die Entwicklung von IoT-Geräten im Prognosezeitraum aufgrund der wachsenden Anzahl von IoT-Geräten weiter steigen wird. Innovationen zur Senkung des Energieverbrauchs werden neben der Miniaturisierung von Chips ebenfalls wichtige Ziele für die Hersteller sein.

Die Verbesserungen im Bereich des Internets der Dinge (IoT) kommen den Herstellern von IC-Substraten zugute. Apple plante beispielsweise, die Antenna-in-Package-Technologie von TSMC und das FC-AiP-Verfahren von ASE für die Gehäuse von Millimeterwellenantennen seiner 5G-iPhones und 5G-iPads einzusetzen, die 2020 auf den Markt kamen. Die Expansion des IoT hat zu einer verstärkten Nutzung neuester Halbleitergehäuse geführt, welche die IC-Leistung verbessern und in verschiedenen Anwendungsfällen die Kosten senken können.

Als Reaktion auf die steigende Nachfrage produzieren Anbieter vermehrt IoT-spezifische Chipsätze. Zu den bekanntesten Herstellern von IoT-Chipsätzen zählen Altair, Huawei, Intel, Qualcomm, Samsung und Sierra. Mit dem Internet der Dinge (IoT) hat auch die Nutzung neuester Halbleitergehäuse zugenommen, da diese die IC-Leistung verbessern und gleichzeitig in vielen Fällen die Kosten senken können. Intelligente industrielle Automatisierung, auch bekannt als Industrie 4.0 und IoT, ist eine neue Technologiestrategie für die Entwicklung, Fertigung und das Management der gesamten Logistikkette. Der Substratmarkt wird aufgrund der zunehmenden Akzeptanz von Industrie 4.0 und IoT in der Fertigung ein signifikantes Wachstum verzeichnen.

Globale Marktbeschränkungen für fortschrittliche IC-Substrate

Komplexität des Prozesses

Bei Leiterplatten mit einer Dicke von weniger als 0,2 mm ist das IC-Substrat dünn und verformt sich leicht, insbesondere bei hervorstehenden Bauteilen. Um die Verformung des Substrats und die Dicke der Laminierung zu kontrollieren und die damit verbundenen Herausforderungen zu bewältigen, sind bahnbrechende Fortschritte bei der Leiterplattenverkleinerung, den Laminierungsparametern und den Positionierungstechnologien erforderlich. Hinzu kommt der hohe Kostenaufwand für die Einhaltung optimaler physikalischer, elektrischer und thermischer Grenzwerte.

Flip-Chips haben sich trotz ihrer Vorteile, wie höherer thermischer und elektrischer Leistung, maximaler I/O-Kapazität und flexibler Substratauswahl für unterschiedliche Leistungsanforderungen, nicht als kosteneffiziente Gehäuselösung erwiesen. Die höheren Kosten fallen im gesamten Prozess an, von der Repassivierung und Umverteilung (RDL) der Waferfertigung bis hin zu den leistungsstarken, mehrlagigen organischen Aufbausubstraten der Substrathersteller. Berücksichtigt man die Montagekosten, wird das Flip-Chip-Gehäuse zu einer teuren Option. Diese Faktoren begrenzen die Marktexpansion.

Globale Marktchancen für fortschrittliche IC-Substrate

Trend zur Miniaturisierung bei Halbleiterbauelementen

Die Möglichkeit, Produkte für unterschiedliche Zwecke auf einer einzigen Plattform zu erwerben, wurde durch rasante technische Fortschritte ermöglicht. Die Nachfrage nach kompakten und zuverlässigen Halbleiterbauelementen ist aufgrund der Entwicklungen in den Bereichen Computertechnik, Netzwerktechnik, Telekommunikation und Unterhaltungselektronik gestiegen. Dies hat die Nachfrage nach den für die Herstellung von Hochleistungs-Halbleiterkomponenten benötigten Materialien angekurbelt. Um Platz zu sparen und die Geräte zu verkleinern, benötigen tragbare Elektronikgeräte zudem kleinere und dünnere Gehäuse. Der Bedarf an verbesserter elektrischer Leistung zur Reduzierung von Störungen ist aufgrund hochintegrierter Hochgeschwindigkeitsanwendungen wie in der Luft- und Raumfahrt sowie bei einigen Unterhaltungselektronikgeräten ebenfalls offensichtlich.

Die Rolle der IC-Gehäuse gewinnt aufgrund der genannten Faktoren für die Entwicklung von Endprodukten zunehmend an Bedeutung für die Entwicklung elektronischer Systeme. In allen Branchen, ob Kommunikation, Automobilindustrie, industrielle Fertigung oder Medizintechnik, besteht ein wachsender Bedarf an kleinen elektronischen Bauteilen. Mikroelektromechanische Systeme (MEMS) und 3D-Chipgehäuse haben sich aufgrund des Drucks auf Halbleiterhersteller, mehr in Forschung und Entwicklung zu investieren, um ICs zu verkleinern und effizienter zu gestalten, etabliert. Dies eröffnet neue Chancen für die fortschrittliche IC-Substratindustrie.

Segmentanalyse

Der globale Markt für fortschrittliche IC-Substrate wird nach Typ, Anwendung und Region klassifiziert.

Nach Typen,Der globale Markt für fortschrittliche IC-Substrate ist in FC BGA und FC CSP unterteilt.

Der FC-BGA-Sektor wird voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 7,37 % wachsen und im Prognosezeitraum den größten Marktanteil halten. Ein Flip-Chip-Ball-Grid-Array (FC-BGA) ist ein fortschrittliches Ball-Grid-Array mit ähnlichen Eigenschaften wie das Keramiksubstrat-BGA (CBGA). FC-BGA verwendet jedoch Bismaleimid-Triazin-Harz (BT) anstelle eines Keramiksubstrats. Dies trägt ebenfalls zu einer Senkung der Gesamtkosten bei. Der wesentliche Vorteil von FC-BGA liegt in den kürzeren elektrischen Pfaden im Vergleich zu anderen BGA-Typen, was zu einer höheren elektrischen Leitfähigkeit und schnelleren Leistung führt.

Der FC-CSP-Bereich wird den zweitgrößten Marktanteil halten. Wesentliche Faktoren für die zunehmende Verbreitung von Flip-Chip-Chip-Scale-Packages (CSP) sind der wachsende Bedarf an Smartphones und Smart Wearables. CSPs sind deutlich platzsparender als herkömmliche BGA-Gehäusetechnologien. Da Smartphone-Hersteller immer ausgefeiltere Technologien für mobile Anwendungen einsetzen, interessieren sich Halbleiterhersteller verstärkt für fortschrittliche Silizium-Technologie (bis zu 7 nm), reduzierten Stromverbrauch und höhere Effizienz. Daher wird FC-CSP vermehrt in mobilen Geräten eingesetzt, um diese hohen Anforderungen zu erfüllen.

Anwendungstechnisch gesehenDer globale Markt für fortschrittliche IC-Substrate ist in die Segmente Mobile & Consumer, Automotive & Transportation, IT & Telecom und Sonstige unterteilt.

Der Bereich Mobile & Consumer wird voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 6,8 % wachsen und im Prognosezeitraum den größten Marktanteil halten. Die zunehmende Funktionalität von Unterhaltungselektronik und die steigende Akzeptanz von Smart Devices und Wearables sind die Hauptfaktoren für die steigende Nachfrage nach fortschrittlichen IC-Substraten. Die zunehmende Verbreitung leistungsstarker Mobilgeräte (einschließlich 5G) und die verstärkte Nutzung fortschrittlicher Technologien wie KI und HPC treiben die Nachfrage nach diesen Substraten weiter an.

Der IT- und Telekommunikationssektor wird den zweitgrößten Marktanteil halten. Steigende Investitionen in die 5G-Infrastruktur, die wachsende Anzahl von Rechenzentrumsservern und IoT-Verbindungen sowie die Entwicklung von Netzwerkgeräten zählen zu den Hauptfaktoren für das Wachstum dieses Marktsegments. Die Anbieter in diesem Markt profitieren vom rasanten Wachstum der Rechenzentrumsbranche.

Regionalanalyse

Überwiegen des asiatisch-pazifischen Raums

Der globale Markt für fortschrittliche IC-Substrate wird regional in Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik und dem Rest der Welt analysiert.

Der asiatisch-pazifische Raum wird den Markt im Prognosezeitraum dominieren, wobei Taiwan mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 6,2 % führend ist. Taiwan hält aufgrund der hohen Anzahl an Herstellern und der steigenden Investitionen in die Halbleiterindustrie des Landes einen bedeutenden Anteil am Markt für fortschrittliche IC-Substrate. Einige wichtige Hersteller wie die ASE Group, Unimicron und Kinsus haben ihren Sitz in Taiwan und verzeichnen dort hohe Produktionsraten. Die IC-Industrie in Taiwan verfügt über eine vollständige Lieferkette, die vom IC-Design über die Fertigung bis hin zu IC-Packaging und -Testing reicht, sowie über eine qualifizierte Arbeitsteilung.

In Taiwan gab es im Januar 2021 120,7 % mehr Mobilfunkanschlüsse als Einwohner. Zudem wurde der 5G-Ausbau landesweit beschleunigt. So kündigte beispielsweise Chunghwa Telco, ein bedeutendes Telekommunikationsunternehmen, an, bis Ende 2021 10.000 5G-Stationen in ganz Taiwan zu errichten. Das Unternehmen gab bekannt, dass der Ausbau seines 5G-Netzes planmäßig voranschreitet. Dieses Wachstum ist auf die staatliche Unterstützung zurückzuführen.

Japan leistet auch einen wichtigen Beitrag zum asiatisch-pazifischen Markt für fortschrittliche IC-Substrate. Als Heimat einiger bedeutender IC-Chiphersteller und des Elektroniksektors nimmt Japan eine herausragende Stellung in der Halbleiterindustrie ein. Das Land wirbt aktiv um Unternehmen und schließt Allianzen mit anderen Ländern, um seinen Halbleitersektor weiter auszubauen. So plant Japan beispielsweise, erhebliche finanzielle Anreize zu schaffen, um die Versorgung mit wichtigen Komponenten zu sichern, wie aus einem 2021 vorgestellten Entwurf einer Wachstumsstrategie hervorgeht. Der Großteil des japanischen Inlandsbedarfs an Halbleitern wird derzeit durch Importe gedeckt. Dennoch fördert die Regierung im Rahmen ihrer Wachstumsstrategie die Entwicklung, Forschung und Fertigung von Hightech-Halbleitern.

Nordamerika wird im Prognosezeitraum ein deutliches Wachstum verzeichnen. Die Vielzahl der in den USA ansässigen Unternehmen, darunter Apple Inc., Dell Technologies, Intel und andere, sichert dem Land einen beträchtlichen Marktanteil bei fortschrittlichen IC-Substraten. Dadurch dominiert das Land einen bedeutenden Teil des globalen Elektroniksektors. Die Elektronikindustrie der Region expandiert stetig und ist in zahlreichen Unternehmen, die im Bereich Design und Fabless Manufacturing tätig sind, stark vertreten. Das US Census Bureau prognostiziert, dass die US-amerikanische Halbleiterindustrie und andere Elektronikkomponentenindustrien bis 2023 einen Umsatz von 105,16 Milliarden US-Dollar generieren werden. Der Bedarf an hochentwickelten IC-Substraten wächst parallel zum Wachstum der Halbleiterindustrie.