Informe de análisis del tamaño, la cuota de mercado y las tendencias del mercado de equipos de litografía de semiconductores por tipo (litografía ultravioleta profunda (DUV), litografía ultravioleta extrema (EUV)), por aplicaciones (embalaje avanzado, dispositivos MEMS, dispositivos LED) 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 litografía de semiconductores

Creciente demanda de miniaturización y funcionalidades adicionales en dispositivos móviles avanzados y vehículos eléctricos.

La industria automotriz utiliza componentes electrónicos cruciales para la seguridad y está expuesta a altos voltajes y condiciones ambientales extremas, impulsando aproximadamente el 80 % de la innovación automotriz actual. Por lo tanto, el desarrollo de nuevos semiconductores para aplicaciones automotrices es fundamental para los fabricantes. Las aplicaciones de inteligencia, conectividad, detección y control se desarrollan rápidamente para estar a la altura de la complejidad del diseño de vehículos más seguros, ecológicos e inteligentes. Cada nueva aplicación requiere un mayor desarrollo en el proceso de fabricación de chips semiconductores, lo que impulsa el despliegue general de semiconductores en los automóviles de alta tecnología actuales.

Fomento de la innovación por parte de los principales proveedores y vendedores de semiconductores.

Se prevé que factores como la creciente innovación de proveedores de equipos especializados (como Veeco, SUSS MicroTec, EV Group (EVG) y SMEE), que ofrecen herramientas de litografía totalmente nuevas, especialmente para la industria "Más allá de Moore" (MtM), impulsen el crecimiento del mercado durante el período de pronóstico. Esto incluye la creciente demanda de miniaturización y funcionalidades adicionales en vehículos eléctricos y dispositivos móviles avanzados.

Además, los principales fabricantes de equipos para semiconductores, como ASML, Nikon y Canon, fomentan el desarrollo de nuevas herramientas de litografía. Canon USA Inc. anunció en diciembre de 2020 que su empresa matriz, Canon Inc., podría comenzar a comercializar el FPA-3030i5a en marzo de 2021. La gama de sistemas de litografía para semiconductores i-line1 de la compañía, que admite la producción de dispositivos, incluidos los semiconductores compuestos, ahora incluye el FPA-3030i5a. Asimismo, el FPA-3030i5a está diseñado para contribuir a la reducción del coste total de propiedad (CoO), una medida de los gastos generales relacionados con la fabricación de semiconductores. Se prevé que estos rápidos cambios por parte de los fabricantes atraigan la atención de los clientes y aceleren la expansión del mercado durante el período de pronóstico.

Restricción del mercado

Complejidad en los patrones de los procesos de fabricación

La ley de Moore define la densidad como la cantidad de chips semiconductores que caben en un espacio bidimensional determinado. Es fundamental considerar el área del chip, ya que influye directamente en su costo. Algunos expertos opinan que ya no es posible fabricar semiconductores más pequeños. Si bien esta rápida reducción de tamaño permite un procesamiento más veloz y una mayor eficiencia energética, también aumenta la complejidad del diseño y plantea diversos desafíos de fabricación.

Numerosos factores limitan el proceso de litografía de semiconductores a tan pequeña escala. Una de las dificultades críticas radica en la complejidad a nivel atómico. En este proceso, la superficie de la oblea se graba (se elimina material) o se le depositan capas antes de transferir el patrón de la fotorresina a la oblea. Posteriormente, se añaden los materiales dopantes a la oblea, sección por sección, siguiendo el patrón. En este punto, eliminar los patrones formados sin dañar la oblea subyacente se vuelve extremadamente difícil.

Oportunidad de mercado

Creciente demanda en diversos sectores de usuarios finales.

Se espera que el crecimiento exponencial de los semiconductores en muchos sectores de usuarios finales impulse el mercado de equipos de litografía de semiconductores en los próximos años. El mercado de circuitos integrados semiconductores está en auge, expandiendo el mercado global. La expansión de la litografía ultravioleta extrema (EUV) también está impulsando la demanda de litografía ultravioleta profunda (DUV). Las ventas de sistemas EUV de ASML, que permiten la fabricación de memorias y lógica a gran escala, aumentaron un 60 % en 2020. Asimismo, los ingresos de los sistemas DUV superaron en casi mil millones de dólares a los de las máquinas EUV en 2020. El mercado global se está expandiendo para miniaturizar los circuitos, lo que requiere una importante inversión de capital.

Algunos proveedores están desarrollando equipos de fabricación de semiconductores de última generación para miniaturizar los circuitos y reducir los costos de producción. Tecnologías avanzadas de empaquetado como FO/FI WLP, Flip Chip, apilamiento 3D, interconectores y chips integrados están ganando terreno en el mercado de semiconductores para satisfacer la demanda de un mejor rendimiento, menor consumo de energía y geometrías más pequeñas en aplicaciones móviles y automotrices. Estos factores impulsarán el mercado global de equipos de litografía de semiconductores durante el período previsto.

Perspectivas regionales

Por regiones, el mercado mundial de equipos de litografía de semiconductores se segmenta en América del Norte, Europa, Asia-Pacífico y el resto del mundo.

La región de Asia-Pacífico es el principal actor en el mercado global de equipos de litografía de semiconductores y se espera que crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del 10,13% durante el período de pronóstico. Los productores chinos de semiconductores también están utilizando maquinaria antigua para la fabricación de chips, en su afán por producir bienes nacionales ante las tensiones comerciales entre Estados Unidos y China, lo que eleva los precios de los equipos en el mercado secundario japonés. Los distribuidores japoneses de equipos usados ​​afirman que los precios han aumentado un 20% con respecto al año anterior. Las sanciones estadounidenses contra China no se aplican a las máquinas más antiguas, lo que permite a los fabricantes chinos un acceso total al mercado. Otro factor es el aumento de las medidas de confinamiento domiciliario derivadas de la pandemia del coronavirus. Incluso los equipos menos modernos se venden rápidamente debido al aumento de la demanda mundial de chips. Como resultado, la escasez de semiconductores utilizados en la industria automotriz podría persistir.

Sin embargo, en agosto de 2020, ASML Holding NV, uno de los proveedores más importantes del mercado taiwanés de semiconductores, inauguró un moderno centro de capacitación en Tainan (TSMC). Ingenieros de la empresa aprenderán a utilizar las máquinas de litografía ultravioleta extrema (EUV) de la mano del personal de la marca holandesa. La región está experimentando un aumento en las inversiones en fundiciones para incrementar la producción debido a la creciente demanda de diversas industrias.

Tendencias del mercado en Norteamérica

Se prevé que Norteamérica crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del 9,22 %, generando 9770 millones de dólares durante el período de pronóstico. Todos los segmentos de semiconductores se benefician de las sólidas capacidades y el dominio de EE. UU. en I+D. Sin embargo, carece de empresas en algunos subsectores importantes, en particular en herramientas de fotolitografía (la forma más costosa y compleja de PYME). Por ello, Estados Unidos está innovando en la fabricación, el diseño y la investigación de semiconductores. Además, como líder en innovación de empaquetado de semiconductores, EE. UU. cuenta con 80 plantas de fabricación de obleas en 19 estados. La demanda de circuitos integrados pequeños está impulsada por los avances tecnológicos en la electrónica de consumo, incluidos los teléfonos inteligentes, las tabletas, los dispositivos domésticos inteligentes y los dispositivos portátiles. Esto se traduce en una mayor demanda de equipos de litografía.

Se prevé que la demanda de obleas de silicio semiconductoras en Europa aumente debido al incremento de la demanda de vehículos eléctricos, energías limpias, la expansión de los centros de datos, la tecnología 5G y la fabricación automatizada, sectores que requieren componentes electrónicos. Además, en los últimos años, ha aumentado la demanda de chips de última generación utilizados en nuevos dispositivos electrónicos, automóviles, equipos médicos y teléfonos inteligentes. Según datos de previsión de Transport & Environment, la producción de vehículos eléctricos en la Unión Europea (UE) se multiplicará por seis entre 2019 y 2025.

Además, según T&E, la UE producirá 4 millones de coches y furgonetas eléctricas en 2025, lo que representa aproximadamente una quinta parte del total de automóviles fabricados en la región. Empresas de diversas regiones adquieren proveedores europeos para mantener y fortalecer su posición en el mercado y controlar la cadena de suministro. Asimismo, muchos actores del sector están formando alianzas estratégicas para ofrecer los equipos tecnológicamente más avanzados y así satisfacer la creciente demanda de las industrias usuarias finales y competir en un mercado cada vez más competitivo.

Todos los países en desarrollo de América Latina, Oriente Medio y África se incluyen en el resto del mundo. Los actores internacionales ocupan una gran parte del mercado regional. La principal aplicación de las obleas de silicio utilizadas en los circuitos integrados es el teléfono inteligente. Dado que aproximadamente el 75% de los mexicanos posee un teléfono, el mercado de teléfonos inteligentes en ese país ha sido altamente competitivo. En el pasado, las empresas han incorporado una variedad de nuevos sensores que consumen mucha batería. Los fabricantes están desarrollando cargadores para teléfonos inteligentes que permiten cargar el dispositivo en un tiempo reducido. El creciente número de plantas de fabricación de automóviles en México se puede atribuir a su sector industrial. En la zona central de México, se han inaugurado nuevas plantas de Nissan, Honda y Mazda. Se prevé que estas empresas produzcan vehículos eléctricos, lo que expandirá el mercado.

Información sobre tipos

El mercado global se divide en litografía ultravioleta profunda (DUV) y litografía ultravioleta extrema (EUV).

El segmento de litografía ultravioleta profunda (DUV) es el que más contribuye al mercado y se espera que crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 8,84 % durante el período de pronóstico. El crecimiento de los semiconductores en muchas industrias de usuarios finales impulsará el mercado de equipos de litografía de semiconductores en los próximos años. A medida que crezca el mercado de circuitos integrados semiconductores, también lo hará este segmento de mercado. Las ventas de EUV de ASML aumentaron un 60 % en 2020, lo que respalda la fabricación de memoria y lógica de alto volumen. En 2020, los sistemas DUV generaron casi 1000 millones de dólares más que las máquinas EUV. El segmento de mercado está creciendo para reducir el tamaño de los patrones de circuitos, lo que requiere una inversión significativa.

Algunos proveedores están desarrollando equipos de fabricación de semiconductores de última generación para miniaturizar los circuitos y reducir costes. Tecnologías de encapsulado avanzadas como FO/FI WLP, Flip Chip, apilamiento 3D, interconectores y chips integrados se están expandiendo en el mercado de semiconductores para satisfacer la demanda de un mejor rendimiento, un menor consumo energético y geometrías más pequeñas en aplicaciones móviles y automotrices.

A lo largo de los años, los avances en los equipos de litografía de semiconductores han incluido la adopción de lentes grandes con alta apertura numérica (NA) o el uso de luz de longitud de onda corta como fuente de luz. Sin embargo, la capacidad de modelado de los equipos actuales de litografía ArF de inmersión líquida alcanza su límite cuando la longitud de la puerta disminuye por debajo de 30 nm. Se espera que la tecnología de litografía ultravioleta extrema, o EUV en la industria de semiconductores, impulse significativamente la fotolitografía, uno de los pasos más cruciales en la producción de semiconductores. El paso de fotolitografía ahora se puede realizar mediante un sistema EUV que utiliza una fuente de luz con una longitud de onda de "ultravioleta extremo" gracias a los avances en la tecnología EUV. Lograr más circuitos OK es esencial para la fabricación de chips, ya que permite integrar una mayor cantidad de componentes dentro de un chip, lo que conduce a la construcción de chips más rápidos y con mayor eficiencia energética.

Información sobre la aplicación

El mercado global se divide en dos categorías: embalaje avanzado, dispositivos MEMS y dispositivos LED.

El segmento de dispositivos MEMS posee la mayor cuota de mercado y se espera que crezca a una CAGR del 9,03% durante el período de pronóstico. Los sensores de imagen CMOS, los dispositivos de potencia y RF, y los MEMS están incluidos en el segmento. La microfabricación combina piezas micromecánicas, circuitos eléctricos, sensores y actuadores en un solo sustrato para crear MEMS, un dispositivo de alto valor. La técnica MEMS se basa en el grabado, la fotolitografía y la deposición de película. Los componentes de presión, giroscopio y acelerómetro de un dispositivo MEMS automotriz. Estos dispositivos se fabrican en lotes en fábricas utilizando diversas tecnologías. Los MEMS y el empaquetado avanzado tienen necesidades de litografía únicas. Los dispositivos de empaquetado, MEMS y sensores tienen mayores requisitos de adopción por parte del cliente para superposición, resolución, ángulo de pared lateral, DOF, manipulación de obleas para la curvatura de la oblea y alineación de la parte posterior.

Para muchas empresas de semiconductores, en los últimos diez años, el empaquetado avanzado ha adquirido una importancia creciente. Estas empresas están reorientando sus esfuerzos para mejorar los procedimientos de empaquetado de vanguardia. La tecnología de empaquetado moderna se ha desarrollado para reducir costes y aumentar el rendimiento y la productividad general de los circuitos integrados. Para los paquetes de patrones avanzados que albergan circuitos integrados de última generación, como el flip-chip, el empaquetado 2.5D/3D, el empaquetado a nivel de oblea con distribución de pines (FO-WLP) y el empaquetado a escala de chip a nivel de oblea con distribución de pines (WLCSP), se utiliza equipo de litografía.

La demanda de los sectores automotriz, móvil y de computación de alto rendimiento impulsa el desarrollo de tecnologías de empaquetado avanzadas, como los sistemas en paquete (SiP) y los paquetes con distribución de señal (FOWLP y FOPLP). Gracias a la considerable variación dentro del campo, los nuevos sistemas JetStep pueden satisfacer requisitos críticos de los clientes, como interconexiones SiP ultrafinas y paquetes de gran tamaño (50 mm) con una opción de lente submicrométrica. Con la apertura numérica variable controlada por fórmula de esta lente, probada en campo, los clientes pueden equilibrar el tamaño del campo y la resolución para una gama más amplia de aplicaciones.