化合物半導体市場 サイズと展望 2025-2033

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化合物半導体市場の成長要因

LED技術における化合物半導体エピタキシャルウェーハの需要増加

マイクロエレクトロニクス、太陽光発電、フォトニクスなどは、エピタキシャルウェーハを半導体複合基板として使用するアプリケーションのほんの一部です。LED照明技術における化合物半導体エピタキシャルウェーハの広範な使用は、業界の世界的な拡大を促進しています。電力消費の削減に役立つエネルギー効率の高い照明製品の需要増加は、住宅、商業、産業部門における従来の照明製品からLED照明への置き換えの主な推進力となっています。LED照明の大部分には複数のICが内蔵されています。その高い効率性から、現在ではシリコンウェーハの代わりにエピタキシャルウェーハチップがこれらのICの製造に使用されています。そのため、メーカーはこの化合物半導体ウェーハにエピタキシャル層をコーティングすることで、半導体ウェーハの性能を向上させます。エピタキシャル層がシリコンウェーハ上に成長するにつれて、ウェーハの電気特性が向上し、LED照明の電力容量が増加し、ある程度市場の成長にもつながります。

シリコンベース技術に対する化合物半導体の優位性

世界的に、化合物半導体をベースとした技術はシリコンベース技術よりも好まれています。化合物半導体はシリコンよりも優れた電気特性を備えています。化合物半導体エピタキシャルウェーハは、飽和電子速度と電子移動度が高いという特徴があります。エネルギーバンドギャップが広いため、化合物半導体は比較的過熱に強いです。また、電子回路において、特に高周波領域では、シリコンデバイスよりもノイズが少ない傾向があります。化合物半導体エピタキシャルウェーハは、その優れた特性により、衛星通信、携帯電話、マイクロ波リンク、高周波レーダーシステムなどに最適な選択肢です。シリコンに対する化合物半導体の利点が、市場拡大の原動力となっています。

市場の制約

化合物半導体材料および部品に関連する高コスト

血管形成術後、再狭窄とは血管内腔の直径が減少することを指します。末梢領域の動脈硬化性病変の治療には、経皮経管血管形成術（PTA）と呼ばれる低侵襲性血行再建術が用いられます。この低侵襲性血管形成術の大きな欠点である再発性狭窄（再狭窄）により、この低侵襲性血管形成術の広範な使用が制限されています。主に成功した介入後、患者の60%（最初の12ヶ月以内）で晩期臨床的失敗が起こります。糖尿病患者には、内皮機能の低下、血小板活性の上昇、そして損傷に対するより積極的な細胞反応といった特徴も見られます。さらに、糖尿病患者は再狭窄を発症する可能性が高く、市場拡大の制約となっています。

市場機会

先端技術における化合物半導体の利用拡大

超伝導体、カーボンナノチューブ、GaNなどの化合物半導体は、次世代スマートテクノロジーの創出に利用されることが期待される新素材のほんの一部です。スマートグリッドとスマートインフラの中核となるのは、新型ケーブル、パワーエレクトロニクス、ケーブル絶縁体、ケーブル誘電体、そしてエネルギー貯蔵デバイスです。市場が成熟するにつれて、これらの技術の利用拡大により、GaNをはじめとする化合物半導体の需要も増加すると予想されます。最先端の化合物半導体デバイスやモジュールを組み込むことで、電力システムの制御と信頼性の向上、コスト削減、機器寿命の延長など、スマートインフラの新たな効率化が促進されることも期待されています。したがって、化合物半導体エピタキシャルウェーハ市場の成長は、スマートテクノロジーの発展から大きな恩恵を受けると予想されます。

タイプインサイト

IV-IV族化合物半導体セグメントは市場への最大の貢献者であり、予測期間中に10.5%のCAGRで成長すると予想されています。IV-IV族化合物半導体（半金属）には、スズ、鉛、ゲルマニウム、フレロビウム、シリコン、炭素（非金属）を含む第14族元素が使用されています。IV族元素から作られる主な化合物半導体は、炭化ケイ素とシリコンゲルマニウムです。シリコンは製造が容易なため、半導体や電子機器に広く使用されています。また、重要な機械的特性と電気的特性も備えています。シリコンは、ICの様々な能動部品を絶縁するシリコン酸化物を形成できるため、多くの集積回路や基板にシリコンが使用されています。低消費電力・高出力の先進的かつ低コストなデバイスを実現するためには、半導体およびエレクトロニクス技術における技術革新が不可欠です。

III-V族化合物半導体分野は、11.5%という高いCAGR（年平均成長率）を達成すると予想されています。III-V族化合物半導体は、13種類の金属と15種類の陰イオンの組み合わせで形成されます。主にInP、InAs、GaAs、GaN、InSbで構成されています。高い電子移動度、直接バンドギャップ、低い結合エネルギーといった優れた電子特性を持つことから、高性能オプトエレクトロニクスデバイスに広く利用されています。業界関係者や技術専門家による化合物半導体ウェーハおよびフィルムの開発努力が加速していることから、市場は拡大しています。さらに、進化する高出力半導体デバイスおよび製品の導入に伴い、様々な化合物半導体と関連する成膜技術に対する需要が高まっています。太陽光発電モジュール、光学デバイス、無線通信製品の利用増加が市場拡大を支えると予想されています。

成膜技術に関する洞察

化学気相成長（CVD）分野は市場への最大の貢献者であり、予測期間中は8.5%のCAGRで成長すると予想されています。固体基板上には、CVD技術を用いて2Dナノ材料や薄膜が頻繁に作製されます。この方法では、チャンバー内で高温・真空状態を用いることで、前駆体を所定の基板上で反応または分解させます。CVDプロセスでは、堆積する材料の揮発性成分を他のガスと化学反応させて不揮発性固体を生成し、これを適切な基板上に原子レベルで堆積させます。

分子線エピタキシー分野は、12.6%という高いCAGRで成長すると予想されています。分子線エピタキシー（MBE）と呼ばれるエピタキシー技術は、単結晶を薄膜として堆積するために使用されます。 MBEはナノテクノロジーの進歩に不可欠なツールであり、トランジスタを含む半導体デバイスの製造に頻繁に使用されています。多くの業界でこの技術の採用が始まっています。さらに、予測期間中には、MBEを介した電子機器の製造へのナノテクノロジーの導入が市場拡大を支えると予想されています。

製品インサイト

パワー半導体セグメントは市場への最大の貢献者であり、予測期間中に9.5%のCAGRで成長すると予想されています。パワーエレクトロニクスでは、電力の変換と制御に固体電子部品が使用されています。スイッチとアンプはどちらもパワーエレクトロニクスデバイスで構成できます。運用効率の向上のため、パワーエレクトロニクス企業はデバイスやモジュールに化合物半導体を使用しています。化合物半導体パッケージングは、電圧、電流、周波数などの出力パラメータを制御できる様々な固体パワーエレクトロニクスデバイスの製造に使用されます。 SiCやGaNなどの化合物半導体は、太陽光発電用インバータやハイブリッドカーなどの製品におけるより効率的なエネルギー管理の需要により、高電圧パワーエレクトロニクスにおいてますます必要不可欠なものとなっています。

ダイオードおよび整流器セグメントは、11.8%という高いCAGR（年平均成長率）を達成すると予想されています。ダイオードと呼ばれる半導体デバイスは、電流の流れを一方向にのみ許可します。交流は整流器によって直流に変換されます。LEDやレーザーダイオードでは、化合物半導体ダイオードが光を生成するために使用されています。ハイブリッド電気自動車用インバータユニットや電力会社のスイッチングには、ワイドバンドギャップ半導体電力整流器が使用されています。最先端の未来の半導体デバイスを開発するには、半導体技術の進歩が不可欠です。

アプリケーションインサイト

ITおよび通信セグメントは市場への最大の貢献者であり、予測期間中に10.2%のCAGRで成長すると予想されています。メインフレームプロセッサ、サーバー、パーソナルコンピュータ、そしてネットワークおよび通信用の特定用途向け集積回路（ASIC）はすべて、化合物半導体技術を使用しています。化合物半導体は、通信分野において、ネットワークシステム、通信交換機、携帯電話基地局、オプトエレクトロニクス、無線製品などに利用されています。化合物半導体は、ネットワークシステム、通信交換機、携帯電話基地局、オプトエレクトロニクス、無線製品など、幅広い通信アプリケーションに利用されています。これらのアプリケーションは、市場拡大の大きな機会を提供しています。

産業およびエネルギー・電力セグメントは、13.2%という高いCAGRを達成すると予想されています。産業部門は、現場の機械の追跡と監視に苦労しており、その結果、効率的な運用とパフォーマンスが得られていません。これらの問題に対処するため、マイクロコントローラベースのシステムプロセッサの導入が始まっています。これらのプロセッサは、適応性に優れ、小型で、手頃な価格であり、高性能で信頼性の高いリアルタイムソリューションを提供するためです。これにより、この業界のグローバル市場に大きな成長の見通しが生まれます。

地域別インサイト

アジア太平洋地域は市場への最大の貢献者であり、予測期間中に12.4%のCAGRで成長すると予想されています。世界で最も急速に成長している地域はアジア太平洋地域です。ハイエンドの高度な技術の利用可能性、スマートエレクトロニクスの需要の高まり、そして製造業の拡大により、アジア太平洋地域は化合物半導体技術にとって最も収益性の高い市場となっています。さらに、パッケージング技術を支援する多くの有益な非営利団体が市場拡大を牽引しています。これらの団体が最先端技術を用いて電力インフラを構築するために行っている様々な取り組みの結果、この地域の化合物半導体市場は拡大しています。現在、世界市場を牽引しているのはアジア太平洋地域であり、この地域は最も高いCAGRで地域最大の成長を遂げると予想されています。高電圧動作デバイスの需要増加により、あらゆる業界の企業が、効果的な電力管理を確保するために半導体技術の向上が不可欠であることを認識しています。パワーモジュールと自動スイッチングデバイスへの高い需要により、市場はより速いペースで成長すると予想されています。

ヨーロッパの市場動向

ヨーロッパでは、予測期間中に化合物半導体市場が9.2%のCAGRで力強い成長を遂げると予想されています。世界市場の市場参加者は、ヨーロッパで有利な機会にアクセスできます。市場を牽引しているのは、主に西ヨーロッパと東ヨーロッパにおける中国の存在感の拡大と、ヨーロッパ経済の好調です。先進的な化合物半導体にとって、ヨーロッパは重要な市場の一つです。大手企業は、市場シェアを拡大​​し、製品ポートフォリオを通じて次世代技術を提供するために、小規模な半導体企業を買収しています。先進的な電気自動車の普及、デジタル電子機器の増加、そして高度な仮想化システムは、ヨーロッパの化合物半導体技術ベンダーにとって多くの成長機会を生み出しています。 コンシューマーエレクトロニクス業界の発展、自動車における先進運転支援システム（ADAS）などの最先端技術の導入、そして市場成長を牽引する低消費電力デバイスの需要により、北米の先進パッケージング市場は予測期間中に高い成長率を達成すると予想されています。

北米の市場動向

北米の化合物半導体市場は、予測期間中に7.1%という高いCAGRで成長すると予想されています。この地域における化合物半導体デバイスと技術の需要の高まりにより、北米は機械、自動車、電子機器に使用される半導体の世界市場における主要な貢献国の一つとなっています。様々な業界におけるインテリジェントでスマートな技術プラットフォームへの需要により、先進パッケージング技術の利用が増加し、化合物半導体の需要が高まっています。さらに、予測期間中、化合物半導体市場は、民生用電子機器や電気自動車におけるマイクロコントローラおよびマイクロプロセッサの使用によって牽引されると予想されています。新技術の早期導入と多数の米国企業の存在により、これらの技術の新たな用途の探索が容易になっています。企業は、非常に細分化された市場において、合併・買収戦略を用いて市場シェアを拡大​​してきました。

ラメア地域の市場動向

予測期間中、LAMEA地域は世界の化合物半導体市場において、10.1%という緩やかな年平均成長率（CAGR）を達成すると予想されています。LAMEA地域では、様々な業界において最先端技術の導入が比較的緩やかです。化合物半導体業界の主要地域は中東とラテンアメリカです。ドバイ、アブダビ、オマーン、ヨルダンなどの国々における先端技術の需要の高まりは、化合物半導体市場の拡大機会をもたらすと予測されています。主要市場プレーヤーもLAMEAに製造・流通ネットワークを構築しており、市場の成長に大きな影響を与えると予想されています。LAMEAは、エネルギー・電力、電気自動車、インバータ、家電製品など、様々な分野における最先端技術を徐々に取り入れています。エアコンや冷蔵庫などの用途でパワーモジュールの成長が見込まれることは、市場にとって有利な状況です。

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化合物半導体市場のトップ競合他社

1. Cree Inc.
2. Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd.
3. Qorvo
4. NXP Semiconductor N.V.
5. Renesas Electronics Corporation
6. Nichia Corporation
7. Samsung Electronics
8. Texas Instruments Inc.
9. STMicroelectronics NV
10. Infineon Technologies AG.

最近の開発状況

• 2022年8月 ルネサス エレクトロニクス株式会社は、電気自動車インバータ向けの新世代Si IGBT（シリコン絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）を発表しました。
• 2022年10月 NXP Semiconductor N.V.は、スマートホーム向けMatterデバイスの開発を促進するため、NXP Matter対応開発プラットフォームを発表しました。