Informe de análisis del tamaño, la cuota de mercado y las tendencias del mercado de equipos de grabado de semiconductores por tipo de producto (equipos de grabado de alta densidad, equipos de grabado de baja densidad), por tipo de grabado (grabado de conductores, grabado de dieléctricos, grabado de polisilicio), por rango de precios (económico (200 USD)), por aplicaciones (fundiciones, MEMS, sensores, dispositivos de potencia, otros) y por región (América del Norte, Europa, Asia-Pacífico, Oriente Medio y África, Latinoamérica). Previsiones para el período 2025-2033.

Factores de crecimiento del mercado de equipos de grabado de semiconductores

Aumento del gasto de capital en el procesamiento de semiconductores

El desarrollo de los semiconductores, guiado por la ley de Moore, y el crecimiento constante de la industria han sido posibles gracias a una inversión sustancial y a la cooperación internacional. Es probable que la expansión del sector continúe impulsándose mediante la inversión continua. La creciente participación del gobierno en el sector de los semiconductores es otro factor importante que impulsa la demanda de equipos de grabado de semiconductores. Por ejemplo, el gobierno chino se centra en apoyar a la industria de los chips y ha presupuestado más de 150 mil millones de dólares en inversiones para 2030 con el fin de impulsar la producción de semiconductores.

Ante la persistente escasez mundial de chips, las empresas de semiconductores de todo el mundo se preparan para invertir significativamente en sus instalaciones de I+D para satisfacer la creciente demanda. Muchos actores importantes están invirtiendo en la expansión de sus plantas de fabricación. Por ejemplo, Bosch anunció en febrero de 2022 que ampliaría su planta de producción de obleas en Reutlingen, Alemania. Para 2025, tiene previsto haber construido más espacio de fabricación y las instalaciones de sala limpia necesarias por un valor superior a 250 millones de euros. Estas inversiones en crecimiento están impulsando el mercado de equipos de grabado de semiconductores.

Ampliación de su uso en la industria automotriz.

Los semiconductores se utilizan en los automóviles de alta tecnología actuales para operaciones vitales como la detección, las características de seguridad, las pantallas, el control y la gestión de energía del vehículo. Los semiconductores se utilizan en más automóviles eléctricos e híbridos (VE), que están en expansión significativa. Los sistemas de seguridad y los sistemas de asistencia a la conducción semiautónoma son posibles gracias a los dispositivos semiconductores. Además, los sistemas de detección de punto ciego, las cámaras de marcha atrás,sensores para evitar colisionesLos sistemas de control de crucero adaptativo, la asistencia para el cambio de carril, los sensores de despliegue de airbags y los sistemas de frenado de emergencia son ejemplos de funciones inteligentes que son posibles gracias a los semiconductores, lo que acelera la expansión del mercado.

Restricción del mercado

Incertidumbres comerciales y mercados de memorias de semiconductores

Las consecuencias de la guerra comercial entre Estados Unidos y China y la incertidumbre política global afectan a la industria electrónica. La desaceleración del sector de semiconductores está ligada a la incertidumbre en la economía mundial, generalmente atribuida al conflicto comercial entre China y Estados Unidos, la desaceleración de la economía china y la lentitud en su desarrollo. Además, los semiconductores tienen una cadena de suministro de fabricación compleja y son un producto de gran volumen de comercio. Las leyes, los procesos y las prácticas aduaneras y comerciales excesivamente complejas pueden perturbar gravemente las cadenas de suministro de semiconductores y crear costosos obstáculos que perjudican a consumidores y empresas. Estos factores pueden frenar el crecimiento del mercado.

Oportunidad de mercado

Avance y transición tecnológica rápida

Hoy en día, los semiconductores son la base de las tecnologías más prometedoras y cruciales del futuro, como la inteligencia artificial, la computación cuántica y las redes inalámbricas avanzadas. A medida que el mundo incorpora rápidamente tecnologías innovadoras a prácticamente todos los ámbitos de la vida, los semiconductores y la microelectrónica también avanzan para satisfacer las complejas necesidades de un panorama digital en constante evolución. Además, el Big Data y la inteligencia artificial aceleran este crecimiento y requieren chips más pequeños y potentes, lo que implica que su fabricación será más compleja y exigirá avances tecnológicos. Esto ha impulsado el lanzamiento de nuevos productos innovadores al mercado.

Por ejemplo, en febrero de 2022, Lam Research presentó una nueva línea de dispositivos de grabado selectivo que utilizan técnicas innovadoras de fabricación de obleas y composiciones químicas únicas para ayudar a los fabricantes de chips a construir arquitecturas de transistores GAA (gate-all-around). La cartera de grabado selectivo de Lam, que incluye tres nuevos productos: Argos, Prevos™ y Selis, ofrece una ventaja significativa en el diseño y la fabricación de sistemas semiconductores avanzados de lógica y memoria. Por lo tanto, los factores mencionados generan oportunidades para el crecimiento del mercado global.

Análisis regional

La región de Asia-Pacífico es la que mayor participación tiene en el mercado mundial de equipos de grabado de semiconductores y se prevé que experimente una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 4,3 % durante el período de pronóstico. Esta región alberga las mayores fundiciones de semiconductores del mundo, con importantes empresas como TSMC y Samsung Electronics. Taiwán, Japón, Corea del Sur y China son países clave con una participación de mercado significativa en la región. China tiene un plan muy ambicioso para el sector de los semiconductores. Con una inversión de 150 mil millones de dólares, el país está desarrollando su industria nacional de circuitos integrados y pretende aumentar la producción de estos. La Gran China, que comprende Hong Kong, China continental y Taiwán, es un foco de tensión geopolítica. Muchas empresas chinas se ven obligadas a invertir en sus fundiciones de semiconductores debido a que la guerra comercial entre Estados Unidos y China agrava las tensiones en una región con la tecnología de procesos más avanzada.

Además, la economía de la India es actualmente una de las de mayor crecimiento en el mundo debido a su enorme población. Según las previsiones, el mercado de semiconductores para el sector automotriz del país crecerá sustancialmente en los próximos años. La sólida infraestructura de I+D en semiconductores de la industria automotriz generará nuevas oportunidades para el mercado indio de grabado de semiconductores en los próximos años.

Tendencias del mercado norteamericano

Se estima que Norteamérica experimentará una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del 3,9% durante el período previsto. Estados Unidos está elaborando nuevos planes para la región norteamericana ante la intensificación de las tensiones comerciales y las preocupaciones de seguridad nacional, con el fin de evitar que se quede rezagada con respecto a Corea, Taiwán e incluso China en la producción de semiconductores. El gobierno estadounidense ha solicitado 50.000 millones de dólares en financiación para 2021 con el objetivo de apoyar la fabricación local de chips. El estado de Arizona alberga plantas de chips, y TSMC está considerando invertir decenas de miles de millones más allí de lo previsto. Es probable que las subvenciones del gobierno estadounidense para la construcción de la planta de TSMC la pongan en competencia directa con Intel Corp. y Samsung Electronics Co. Ltd. en un mercado competitivo.

Además, Canadá está presenciando importantes colaboraciones en el mercado. Por ejemplo, en octubre de 2020, ventureLAB anunció una nueva alianza con TSMC para ampliar el alcance de la Iniciativa de Catalizador de Hardware y brindar mayor apoyo a las empresas tecnológicas canadienses innovadoras. La oferta de chips semiconductores, utilizados en la fabricación de diversos productos, incluidos automóviles, ha comenzado recientemente a ser insuficiente para satisfacer la demanda mundial. Asimismo, los fabricantes de chips están considerando la fuerte demanda de sus productos en sus pronósticos futuros, dado que la escasez de semiconductores sigue afectando a la industria automotriz y a otros sectores con alto consumo de energía eléctrica.

Tendencias del mercado europeo

En Europa, la integración de la electrónica en la industria automotriz impulsó el auge de los equipos de fabricación de semiconductores. Se espera que la creciente demanda de semiconductores en aplicaciones de automatización avanzada, inteligencia artificial e Internet de las Cosas (IoT) impulse el mercado de equipos de grabado de semiconductores durante el período previsto. Los sectores automotriz e industrial podrían tener un mayor potencial que otras industrias debido a la implementación volumétrica de semiconductores, que impulsa la demanda de equipos de grabado. La Unión Europea está considerando la construcción de una planta de semiconductores europea de vanguardia para reducir su dependencia de Estados Unidos y China en la tecnología fundamental de varias de sus industrias más importantes. Además, la UE está investigando formas de fabricar semiconductores con características inferiores a 10 nm y, eventualmente, chips de tan solo 2 nm de grosor. Para alimentar los sistemas inalámbricos 5G, los automóviles conectados, las computadoras de alto rendimiento, etc., se busca una menor dependencia de países como Taiwán en la producción de chips. Por lo tanto, los factores mencionados impulsan la expansión del mercado regional.

En el resto del mundo, el mercado de equipos de grabado para semiconductores se concentra en unas pocas regiones, y las ventas de estos equipos son muy escasas o inexistentes en las principales regiones fuera de ellas. Por lo tanto, en el escenario actual del mercado, las ventas de equipos de grabado son nulas o extremadamente bajas en el resto del mundo (incluidas Latinoamérica, Oriente Medio y África). Sin embargo, esta región presenta algunos aspectos potenciales que podrían impulsar la demanda de equipos para la fabricación de semiconductores durante el período previsto.

Información sobre tipos de productos

En función del tipo de producto, el mercado global se divide en equipos de grabado de alta densidad y equipos de grabado de baja densidad.

El segmento de equipos de grabado de alta densidad representa la mayor cuota de mercado y se prevé que presente una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 5,5 % durante el período de pronóstico. El rendimiento de un sistema microelectrónico depende de la densidad de dispositivos integrados en él. Los interconectores de silicio (Si) han captado una atención creciente en la industria del empaquetado microelectrónico debido a su potencial aplicación en la integración de sistemas 2.5D emergente. Esto proporciona una vía tecnológicamente prometedora y económicamente viable para lograr interconexiones de alta densidad en un sistema microelectrónico. Además, la reactivación y expansión de la industria de semiconductores dependerá en gran medida de la innovación tecnológica en los próximos años. El mercado puede observar evidencia de dicha innovación en el nuevo enfoque de chipsets para el desarrollo rápido de procesadores potentes.

Se busca una baja densidad de masa; el peso es crucial en todo lo que se lanza al espacio. El costo actual de los lanzamientos comerciales es de aproximadamente 5000 a 6500 USD por libra. También se busca una fácil maquinabilidad, ya que estas pequeñas cantidades de componentes especialmente diseñados suelen requerir mecanizado. Además, la familia de materiales cerámicos que satisfacen estos requisitos son diversos compuestos a base de BN-SiO2, desarrollados y utilizados inicialmente en la URSS/Rusia y posteriormente perfeccionados para su uso en Estados Unidos. La estructuración del silicio mediante grabado con plasma es una de las técnicas más utilizadas para la fabricación de dispositivos y moldes de silicio, sobre todo cuando se requiere alta fidelidad dimensional y verticalidad.

Información sobre los tipos de películas de grabado

En función del tipo de película de grabado, el mercado global se divide en grabado de conductores, grabado de dieléctricos y grabado de polisilicio.

El segmento de grabado de conductores posee la mayor cuota de mercado y se estima que crecerá a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 4,6 % durante el período de pronóstico. Los equipos de grabado de conductores se utilizan ampliamente para dar forma a los materiales activados eléctricamente en diversos componentes de dispositivos semiconductores. Incluso la más mínima variación en estas pequeñas estructuras semiconductoras puede provocar un defecto eléctrico que comprometa el rendimiento del dispositivo. Los diseños de grabado de conductores son tan pequeños que el proceso de grabado tiende a superar los límites físicos de los tamaños básicos de las obleas. Además, el grabado de conductores se realiza aplicando energía de combustión electromagnética a un gas que contiene un elemento químicamente sensible, como el flúor. El crecimiento del mercado de sistemas de grabado de conductores depende en gran medida de la evolución del mercado global de equipos semiconductores.

Los procesos de grabado dieléctrico eliminan los materiales no conductores durante la fabricación de un dispositivo semiconductor. Los dispositivos de memoria de última generación presentan estructuras especialmente complejas, como orificios y zanjas extremadamente profundas, que deben fabricarse con tolerancias muy ajustadas. El dióxido de silicio (SiO2) y el nitruro de silicio (Si3N4) son dos dieléctricos comúnmente utilizados en el procesamiento de semiconductores, a medida que la tecnología de dispositivos semiconductores evoluciona con la reducción de las dimensiones de las características, la demanda de películas dieléctricas y grabadores que admiten un control estricto del CD (tamaño crítico). Con la llegada inminente de la era de los dispositivos semiconductores con características de 90 nm, la necesidad de un grabador dieléctrico que pueda adaptarse a estas características se ha convertido en una prioridad absoluta.

Información sobre la aplicación

En función de su aplicación, el mercado global se segmenta en fundiciones, MEMS, sensores y dispositivos de potencia.

Una de las aplicaciones más comunes del grabado de semiconductores se encuentra en las fundiciones. La automatización, el aprendizaje automático y el análisis de datos son cada vez más cruciales para estas fundiciones. La demanda se ve impulsada por los beneficios de estas tecnologías, que incluyen la optimización del proceso de fabricación y el aumento del rendimiento sin comprometer la calidad. Gracias a la mayor capacidad de producción y la reducción de precios, se espera que los proveedores acepten más contratos de fabricación, lo que generará una oferta significativamente mayor y cubrirá las carencias en diversas industrias.

MEMS son las siglas de Sistemas Microelectromecánicos. Esta tecnología permite crear sistemas diminutos y dispositivos integrados que combinan componentes eléctricos y mecánicos. Una de las principales ventajas de esta tecnología es que se puede utilizar el mismo material para fabricar piezas mecánicas y circuitos electrónicos en el mismo sustrato, que suele ser silicio. El grabado es una etapa crucial en el proceso de producción de MEMS, ya que es necesario grabar el sustrato o las películas delgadas depositadas previamente para crear una estructura MEMS funcional.