Informe de análisis del tamaño, la cuota de mercado y las tendencias del mercado de cátodos para equipos de pulverización catódica, por tipo de producto (lineal, circular) y por región (América del Norte, Europa, Asia-Pacífico, Oriente Medio y África, Latinoamérica): previsiones para el período 2023-2031.

Dinámica del mercado

Factores que impulsan el mercado global de cátodos para equipos de pulverización catódica

Aumento de las aplicaciones de semiconductores

El aumento endemanda de productos electrónicos de consumoLas herramientas y equipos empresariales, los artículos automotrices, los productos de redes y comunicaciones están impulsando la demanda de semiconductores, entre muchos otros. Los avances tecnológicos como las tecnologías inalámbricas (5G), la inteligencia artificial y la automatización han impulsado estos sectores. Se espera que la industria de semiconductores se vea obligada a invertir en esta maquinaria para aumentar su capacidad de fabricación debido al creciente número de dispositivos del Internet de las Cosas (IoT). La demanda de fabricación de semiconductores está creciendo a medida que aumenta el número de componentes semiconductores por automóvil y se popularizan tendencias como los vehículos autónomos y eléctricos.

Además, el número deInternet de las cosasEs probable que las aplicaciones aumenten, incrementando la demanda de semiconductores. Se prevé que la expansión de las redes 5G también impulse la industria de las comunicaciones inalámbricas. Según las redes de quinta generación, la necesidad global de semiconductores se verá impulsada por la posibilidad de que los consumidores actualicen sus teléfonos y otros dispositivos. Muchos gobiernos están implementando programas para invertir en la producción de semiconductores y así satisfacer la creciente demanda en la región. Se prevé que el mercado en estudio se expanda gracias a estas iniciativas y a la creciente adopción de semiconductores.

Restricciones en el mercado global de cátodos para equipos de pulverización catódica

Desarrollo de tecnologías alternativas como la evaporación térmica.

Una de las técnicas más populares y sencillas para la deposición física de vapor es la evaporación térmica (PVD). Mediante una fuente de calor resistiva, crea una capa delgada evaporando una sustancia sólida en el vacío. Posteriormente, la sustancia se calienta hasta generar presión de vapor en una cámara de alto vacío. Como resultado, el sustrato se recubre a medida que el material evaporado, o corriente de vapor, se desplaza térmicamente a través de la cámara de vacío. Esta técnica es adecuada para aplicaciones de conexión eléctrica y permite depositar metales y no metales, como aluminio, cromo, oro, indio y muchos otros. Este procedimiento funciona bien para dispositivos de película delgada (OLED, células solares y transistores de película delgada), unión de obleas (donde se requiere la deposición de contactos de indio) y codeposición de múltiples componentes ajustando la temperatura de diferentes crisoles.

Presenta varias ventajas, entre ellas altas tasas de deposición de aproximadamente 50 angstroms por segundo (/s), bajo costo en comparación con otros procesos PVD, compatibilidad con fuentes de asistencia iónica y una uniformidad notable al emplear fijaciones planetarias de sustrato y máscaras de uniformidad. A pesar de las ventajas de la evaporación térmica, la pulverización catódica ofrece una mejor cobertura de escalones, mayores densidades de empaquetamiento y mejor adhesión cuando las tensiones son bajas. Además, las variables del proceso de pulverización catódica son más consistentes y predecibles, lo que permite la automatización. Con tales ventajas, el impacto de este riesgo en el mercado puede considerarse mínimo.

Oportunidades de mercado global para cátodos de equipos de pulverización catódica

Avances tecnológicos como la tecnología de pulverización catódica por magnetrón.

Las empresas utilizan cada vez más procedimientos como la tecnología de pulverización catódica por magnetrón para mejorar la eficiencia y la calidad de los semiconductores, en su transición hacia técnicas de producción de última generación. La pulverización catódica por magnetrón es un proceso de recubrimiento al vacío de alta velocidad que permite depositar metales, aleaciones y compuestos sobre diversos materiales con espesores de hasta un milímetro. Esta tecnología ofrece altas tasas de deposición, películas de alta pureza, una adhesión excepcionalmente alta, una excelente cobertura de escalones y detalles menores, la capacidad de recubrir sustratos sensibles al calor, facilidad de automatización, alta uniformidad en sustratos de gran superficie y muchos otros beneficios. Gracias a estas ventajas, la técnica de pulverización catódica por magnetrón se utiliza con mayor frecuencia en la fabricación de semiconductores.

Todos los blancos de pulverización catódica reactiva asistida por plasma permiten obtener recubrimientos ópticos de alta calidad. La estructura de grano ultrafino y la pureza de hasta 6N durante todo el proceso de fabricación garantizan la repetibilidad. Un equipo de investigación del Instituto Tecnológico de Harbin (HIT) de China estudió recientemente el modo de reacción de la pulverización catódica reactiva pulsada de magnetrón de alta potencia. Este experimento redujo la concentración de portadores y aumentó la movilidad a 14,93 cm²/Vs y la transmitancia infrarroja a 4 m. Durante el proceso de deposición, la reacción continuó en modo de envenenamiento a una presión parcial de oxígeno superior a 18 cm. La demanda de estas tecnologías se debe a estos avances tecnológicos, al aumento de aplicaciones gracias a un rendimiento mejorado y a las ventajas adicionales del proceso.

Análisis regional

El mercado mundial de cátodos para equipos de pulverización catódica se divide en cuatro regiones: América del Norte, Europa, Asia-Pacífico y LAMEA (Latinoamérica, Oriente Medio y África).

Asia-Pacífico domina el mercado global.

Asia-Pacífico es la región más importante.Contribuye a los ingresos y se espera que muestre una CAGR del 6,40% durante el período de pronóstico. Debido a la continua importación de equipos electrónicos internacionales diversificados a China, el consumo de semiconductores en ese país está aumentando en comparación con otros países. Tres de los cinco principales fabricantes de teléfonos inteligentes del mundo tienen su sede en el gobierno, lo que crea enormes perspectivas para la adopción de semiconductores. A finales de febrero de 2021, los operadores chinos habían instalado 792.000 estaciones base 5G, según el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información. Además, ahora hay 260 millones de conexiones entre terminales 5G. El creciente mercado de automóviles eléctricos del país estimula la expansión de semiconductores de vanguardia, lo que impulsa el mercado.

Se espera que América del Norte exhibaUna CAGR del 4,70 % durante el período de pronóstico. Para aumentar la fabricación de componentes electrónicos para el sector militar y aeroespacial, los proveedores del sector están realizando fusiones y adquisiciones. Por ejemplo, para crear la tecnología de condensadores de mayor densidad de potencia para fabricantes de electrónica especializada que trabajan en productos de misión crítica para mercados como el militar y el aeroespacial, Evans Capacitor Company, un proveedor de condensadores de alta densidad de energía, se fusionó con Quantic Electronics Company, una empresa de la cartera de Arcline Investment Management Company, en abril de 2021. Estos cambios impulsarán el mercado. El presidente Joe Biden declaró que la producción local de semiconductores era un objetivo de su gobierno en febrero de 2021.

Alemania está realizando importantes inversiones para apoyar iniciativas locales que aceleren el desarrollo de los servicios 5G. Desde julio de 2020, la red 5G ha beneficiado a cerca de 40 millones de personas, según Deutsche Telekom. Alemania también ha sido pionera en el desarrollo de redes para aplicaciones 5G regionales. Numerosas empresas están intensificando sus esfuerzos para impulsar la tecnología 5G. Renania del Norte-Westfalia (NRW) y Baden-Württemberg son los primeros estados alemanes en exigir la instalación de tecnología solar fotovoltaica para determinados proyectos de desarrollo a partir de enero de 2022. En NRW, es obligatorio instalar un sistema fotovoltaico en los aparcamientos comerciales con más de 35 plazas. El gobierno alemán destinará los fondos a la construcción de nuevas plantas de fabricación de semiconductores. El objetivo principal de esta inversión es reducir la dependencia de las importaciones para cubrir las futuras necesidades de semiconductores.

En Oriente Medio y África, se prevé que los semiconductores se adopten ampliamente en todos los sectores durante el período proyectado. Se espera que el desarrollo de la industria automotriz de la región genere importantes perspectivas de expansión del mercado. Por ejemplo, Dubái acaba de iniciar una campaña para incorporar 42 000 vehículos eléctricos a las carreteras de los Emiratos Árabes Unidos para 2030. El gobierno ofrece incentivos a los propietarios de vehículos eléctricos, lo que impulsa la demanda de estos vehículos en los EAU y el mercado de dispositivos semiconductores en la región. El aumento en el desarrollo de vehículos eléctricos puede impactar el mercado en estudio. Por lo tanto, se utiliza equipo de pulverización catódica para recubrir cojinetes y componentes del tren de transmisión. El primer enfoque sugerido es emplear una técnica de pulverización catódica por magnetrón para depositar cada estructura en un dispositivo solar basado en CIGS.

Análisis segmentario

El mercado mundial de cátodos para equipos de pulverización catódica se segmenta por tipo de producto.

Según el tipo de productoEl mercado mundial de cátodos para equipos de pulverización catódica se divide en lineal y circular.

El segmento circular es el principal contribuyente al mercado y se estima que exhibirá una CAGR del 5,65 % durante el período de pronóstico. Se utilizan dos magnetrones cilíndricos giratorios en un sistema de pulverización catódica con una fuente de alimentación de CA en el rango de frecuencia de 10 a 100 kHz. Los magnetrones cilíndricos giratorios eliminan el material dieléctrico aplicado al objetivo para crear una capa dieléctrica sobre un sustrato. Esto evita que la capa dieléctrica del objetivo actúe como un condensador y podría ayudar a evitar la formación de arcos eléctricos. Se podría realizar una conexión en serie entre los magnetrones y un condensador limitador de impedancia para evitar la formación de arcos eléctricos utilizando el transformador. En comparación con los condensadores utilizados en los sistemas de pulverización catódica de radiofrecuencia para conectar la fuente de alimentación a un objetivo, este condensador limitador de impedancia tiene un valor mucho mayor.

Debido a la mayor superficie de los blancos rotatorios, la salida del magnetrón puede cubrir un área más extensa en un tiempo determinado. Esto evita el crecimiento de nódulos, mantiene el blanco a una temperatura más baja y reduce la formación de arcos eléctricos. Los blancos pueden operar de forma continua durante períodos prolongados porque la pulverización rotatoria reduce la creación de nódulos. Los blancos planos se utilizan generalmente el 30 % del tiempo, pero las marcas rotatorias se utilizan el 80 %, lo que resulta en menos desperdicio y tiempos de operación más prolongados. Para aplicaciones de pulverización continua, las marcas rotatorias son perfectas. El procesamiento continuo aumenta el rendimiento porque la configuración de la cámara de pulverización requiere menos tiempo. Las empresas del mercado están incorporando y creando nuevos productos, anticipando el aumento de la demanda del usuario final y las ventajas que la tecnología rotatoria tiene sobre la lineal.

Las aplicaciones del aparato de pulverización catódica lineal incluyen semiconductores, energía solar, pantallas, almacenamiento de datos y muchas más. Por ejemplo, Bosch comenzó la producción en masa de semiconductores de potencia basados ​​en SiC en diciembre de 2021 para abastecer a los fabricantes de automóviles de todo el mundo. El área de sala limpia de la fábrica de obleas de Bosch en Reutlingen ya se amplió en 10.764 pies cuadrados en 2021 para dar cabida a la creciente demanda de estos chips. Una de las innovaciones críticas en el sector electrónico es el semiconductor. Esto se explica por su alta movilidad de electrones, amplio rango de temperatura y mínimo requerimiento de energía. La Asociación del Sector de Semiconductores (SIA) pronosticó que las ventas mundiales del sector de semiconductores alcanzarían los 555.900 millones de dólares en 2021, el total anual más alto de la historia, un aumento del 26,2 % con respecto a los 440.400 millones de dólares en 2020.

Un dispositivo de pulverización catódica por magnetrón planar genera un campo magnético variable adicional, perpendicular a la región de erosión de la placa catódica y que la impregna por completo. La erosión máxima de la placa catódica varía como resultado de los cambios constantes del campo magnético variable previo en la ubicación general de las zonas donde las líneas de flujo magnético son paralelas a la placa catódica. Al crear un patrón de erosión menos pronunciado sobre una región más extensa de la placa catódica, se puede pulverizar una porción más significativa del material de la placa catódica en cualquier placa catódica planar.