Marktbericht für Halbleitermesstechnik und Inspektionsgeräte: Größe, Marktanteil und Trendanalyse nach Typ (Lithografiemesstechnik, Wafer-Inspektionssysteme, Dünnschichtmesstechnik, sonstige Prozessleitsysteme, Maskeninspektionssysteme, Bump-Inspektion, Leadframe-Inspektion, Gehäuseinspektion, Probekarteninspektion), Technologie (optisch, Elektronenstrahl), Unternehmensgröße (Großunternehmen, KMU) und Region (Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Naher Osten und Afrika, Lateinamerika) – Prognosen für 2025–2033

Marktwachstumsfaktor

Steigende Nachfrage nach kostengünstigen und leistungsstarken Halbleitern

Smartphones und andere Unterhaltungselektronik, die Automobilindustrie und weitere Anwendungen treiben die Nachfrage nach leistungsstarken und kostengünstigen Halbleitermaterialien an. Technologische Fortschritte wie drahtlose Technologien (5G), künstliche Intelligenz usw. haben diese Branchen zusätzlich beflügelt. Darüber hinaus wird erwartet, dass die Halbleiterindustrie aufgrund des Trends zu mehr IoT-Geräten (Internet der Dinge) und der damit verbundenen Entwicklung intelligenter Produkte gezwungen sein wird, in diese Technologien zu investieren.

Angesichts des steigenden Bedarfs an Elektronikprodukten wird ein weiteres Wachstum des Marktes für Messtechnik erwartet. Dank technologischer Fortschritte gehören hochpräzise Messgeräte der nächsten Generation bereits zum Standard in Produktionslinien. Diese sind mit aktiven Prozessleitsystemen ausgestattet, die ein stetiges Marktwachstum unterstützen. Die Marktteilnehmer arbeiten kontinuierlich an der Verbesserung der messtechnischen Leistungsfähigkeit der Geräte.

Marktbeschränkung

Hohe Einrichtungs- und Wartungskosten sowie mangelndes Wissen über die effektive Verwaltung von Messsystemen

Unternehmen der Halbleiterindustrie benötigen unter Umständen die Unterstützung externer Messtechniker. Aufgrund des technologischen Fortschritts müssen sie weiterhin Ingenieure beschäftigen und hochmoderne Messlabore betreiben. Um die Messtechnik an die veränderten Anforderungen der Halbleiterindustrie anzupassen, müssten sie jedoch erhebliche Investitionen in die Einrichtung der notwendigen Systeme tätigen. Andererseits lagern Hersteller die Dienstleistungen zur Integration der Messtechnik in die Produktentwicklung und -produktion auch aus, da der Aufbau einer eigenen Messtechnikabteilung kostspielig ist und die Erzielung des gewünschten Return on Investment (ROI) erschwert. Die hohen Kosten für die Instandhaltung der Anlagen entstehen durch die Kalibrierung und Wartung der verwendeten Messgeräte. Hinzu kommen die Kosten für qualifiziertes Personal und dessen kontinuierliche Weiterbildung. Der Mangel an ausreichend geschulten Mitarbeitern zur Überwachung der Messtechniksysteme ist eine direkte Folge dieser Probleme.

Marktchance

Steigende Nachfrage nach Halbleiterwafern in der Unterhaltungselektronik

Intelligente und vernetzte Geräte erfreuen sich weltweit großer Beliebtheit. Moderne Elektronik verfügt über die Rechenleistung, die sie benötigt, und kann deutlich mehr Sensoren auf kleinerem Raum unterbringen als ältere oder veraltete Geräte. Die längere Lebensdauer der Geräte ist auch auf die Bedeutung der Messtechnik im Halbleiterdesign und die damit verbundene Gewährleistung niedriger Fehlerraten zurückzuführen. Durch die Reduzierung von Fehlerraten haben Fortschritte in der Messtechnik es Unternehmen ermöglicht, Halbleiter in großen Mengen herzustellen. Semiconductor Equipment and Materials International (SEMI) prognostiziert, dass der Absatz von Siliziumwafern für Halbleiteranwendungen bis 2025 17.600 Millionen Quadratzoll übersteigen wird, gegenüber 11.810 Millionen Quadratzoll im Jahr 2019. Dies dürfte dem globalen Markt im Prognosezeitraum neue Chancen eröffnen.

Regionalanalyse

Der asiatisch-pazifische Raum ist der bedeutendste Akteur auf dem globalen Markt für Halbleitermesstechnik und Inspektionsgeräte und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 5,20 % wachsen. In Bezug auf Produktion und Verbrauch zählt der asiatisch-pazifische Raum zu den Schlüsselregionen der Halbleiterindustrie. China hält den größten Anteil am asiatisch-pazifischen Halbleitermarkt, der laut SIA der größte regionale Halbleitermarkt ist. Der Markt für Halbleitermesstechnik und Inspektionsgeräte verzeichnet zahlreiche Kooperationen und Partnerschaften zwischen lokalen Unternehmen. So schlossen beispielsweise der größte Chipentwickler Chinas, Huaweis Tochtergesellschaft HiSilicon Technologies, und Shenzhen JT Automation Equipment, ein chinesischer Werkzeughersteller für die Chipfertigung, im Juli 2021 eine rechtsverbindliche, fünfjährige Absichtserklärung. Beide Unternehmen streben den Aufbau einer eigenständigen, regulierten Branche an und wollen gleichzeitig ihre Zusammenarbeit bei der Entwicklung von Werkzeugen für die Halbleiterverpackung ausbauen.

Markttrends in Nordamerika

Nordamerika wird voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 4,95 % wachsen und im Prognosezeitraum 1.194,36 Milliarden US-Dollar erwirtschaften. Die Halbleiterindustrie in den USA und Kanada ist weiterhin weltweit führend bei zukunftsweisenden drahtlosen Netzwerken wie 5G, Quantencomputing und künstlicher Intelligenz (KI). Trotz des rückläufigen Umsatzwachstums im Vergleich zum Vorjahr dominiert die amerikanische Halbleiterindustrie weiterhin den Weltmarkt und investiert nach wie vor relativ viel in Forschung und Entwicklung sowie in Kapital. Die Investitionen im Halbleitersektor steigen in Nordamerika rasant an. Ein beträchtlicher Teil dieser Investitionen fließt in die Ausrüstung für hochmoderne Halbleiterfabriken in den USA. Die USA beherbergen Halbleiterfabriken mit einer Kapazität von 18 Bundesstaaten, was den Export und die Beschäftigung des Landes fördert.

Markttrends in Europa

Europa hat einen der kleinsten Marktanteile, da es dort nur wenige Halbleiterhersteller gibt. Im Prognosezeitraum werden Investitionen in die Bereiche Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, Automobilindustrie und erneuerbare Energien die Halbleiternachfrage in der Region voraussichtlich deutlich beeinflussen. Mit dem steigenden Bedarf an Unterhaltungselektronik dürfte die jährliche Nachfrage nach Halbleiteranlagen in der Region weiter zunehmen. Die Bemühungen um vertikale Integration und Konsolidierung im europäischen Fertigungssektor haben die Investitionsfähigkeit einiger Halbleiterunternehmen verbessert. Diese bedeutenden Marktveränderungen werden voraussichtlich die Nachfrage nach neuen Halbleiterfertigungs- und -verarbeitungsanlagen im Prognosezeitraum ankurbeln und damit den Bedarf an Halbleitermesstechnik und Inspektionswerkzeugen erhöhen.

Saudi-Arabien, Ägypten und die Vereinigten Arabischen Emirate zählen zu den wichtigsten Ländern im Nahen Osten und in Afrika und verfügen über einige der fortschrittlichsten Programme für erneuerbare Energien. Die Steuerung der Erzeugung und der Anschluss an das Netz erneuerbarer Energiequellen erfolgt primär über Leistungshalbleiter. Daher werden Halbleitermesstechnik und Inspektionsgeräte in den Lösungen für erneuerbare Energien der Region immer häufiger eingesetzt. Zudem steigt der Konsum von Unterhaltungselektronik in der Region, was voraussichtlich ein neues Marktpotenzial eröffnet. Niedrigere Kosten im Vergleich zu den USA und Europa ermutigen in- und ausländische Unternehmen, in Lateinamerika Geschäfte zu tätigen.

Typen-Einblicke

Nach Art der Ausrüstung wird der globale Markt für Halbleitermesstechnik und Inspektionsgeräte unterteilt in Lithographie-Messtechnik (Overlay), Dimensionsmessgeräte, Maskeninspektion/Messtechnik, Waferinspektion, Dünnschichtmesstechnik und andere Prozesskontrollsysteme.

Das Segment der Lithografiemesstechnik trägt am meisten zum Marktwachstum bei und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 4,90 % wachsen. Der Bedarf an größeren Wafern für die Fertigung von ultra-großintegrierten Halbleitern (ULSI) hat den Anstieg der Nachfrage nach Lithografiemesstechnik aufgrund laufender Entwicklungen wie der Verkleinerung von Strukturgrößen und Wafern vorangetrieben. Ein Rasterelektronenmikroskop mit kritischer Dimension (CD-REM), ein in der Elektronikfertigung eingesetztes Werkzeug, dient typischerweise zur Messung der Abmessungen der auf dem Wafer erzeugten Strukturen. Aufgrund der Halbleiterfertigung besteht derzeit eine hohe Nachfrage nach CD-REM. Um die Verkleinerung von Strukturgrößen und die Reduzierung der Wellenlänge in der Lithografie zu ermöglichen, haben zahlreiche Anbieter ihre Produkte kontinuierlich verbessert.

Anbieter wie ASML und KLA konkurrieren intensiv um die Marktführerschaft im Bereich der Lithografie-Messtechnik. Um seine Position zu stärken, engagiert sich ASML, das 70–80 % seines Umsatzes mit Lithografieanlagen erzielt, zunehmend im Bereich der Maskenoptimierung. Diese Entwicklungen dürften den Wettbewerb in der Branche weiter verschärfen.

Hersteller können mithilfe von Wafer-Defektinspektionssystemen Musterfehler auf Wafern und physikalische Defekte durch Fremdmaterialien identifizieren, indem sie die Koordinaten der Defekte erfassen. Die Inspektion unstrukturierter Wafer sucht nach Fehlern in rohen oder unbearbeiteten Siliziumwafern, während andere Verfahren das Gegenteil dieses Prozesses darstellen. Die Waferinspektion wird in zwei Kategorien unterteilt: strukturierte und unstrukturierte Waferinspektion. Zu den bekannten Anbietern auf dem Markt für die Inspektion unstrukturierter Wafer gehören KLA-Tencor, Rudolph und Hitachi High-Technologies. Siliziumwaferhersteller produzieren Substrate mit Durchmessern von 300 mm, 200 mm und weniger. Der Bedarf an Wafern steigt mit der Nachfrage nach Elektronikprodukten, was voraussichtlich zu einem erhöhten Bedarf an Inspektionsanlagen für unstrukturierte Wafer führen wird.