化合物半導体パッケージ市場 サイズと展望 2023-2031

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市場動向

世界の化合物半導体パッケージング市場の牽引要因：

デバイス小型化の需要拡大

メーカーは、民生用電子機器、ヘルスケア、自動車、半導体集積回路製造など、様々な分野で小型電子機器の提供に注力しています。ウエハやチップへの高精度なパターン形成を実現するために、メーカーは集積回路のサイズを縮小しています。さらに、医療機器市場では、ナノサイズのロボット手術装置など、高度でウェアラブル、かつカスタマイズされたヘルスケア技術への需要が高まっています。その結果、電子機器の小型化のトレンドに伴い、設計者は従来のパッケージング手法を超え、高度な化合物半導体パッケージングを採用する必要に迫られています。

高性能電子機器の需要増加により、半導体業界では小型電子機器の成長が見込まれています。 RFID、MEMS、その他のパワーデバイスなどの技術の進歩も、薄型ウェーハの需要を高めています。半導体技術の新たな用途によって小型電子デバイスへの大きな需要が生まれ、化合物半導体の先進パッケージング市場の世界的な拡大にも貢献しています。これらの用途では、非常に薄い、あるいは極薄のダイが用いられます。

自動車分野における半導体ウェーハの利用における新たな展開

ウェーハは、生産性と精度を向上させる自動化の手段として、今や不可欠な生産部品となっています。プロセス全体を制御・自動化することで作業を容易にするため、化合物半導体ウェーハは温度、圧力、流量、レベルなど、様々なパラメータを監視するために使用されています。さらに、電気自動車や自動運転車、トラックが大きく貢献する自動車分野の生産速度の向上は、化合物半導体パッケージング市場に大きな影響を与えると予想されています。化合物半導体で作られたウェーハは、衝突検知、インフォテインメント、ナビゲーションなど、様々な用途で自動車に広く使用されています。化合物半導体パッケージング市場の世界的な成長は、自動車業界が従来の設計から自動運転車やスマートカーへと着実に移行していることに支えられると予想されています。

世界の化合物半導体パッケージング市場の制約：

化合物半導体パッケージの高価格

半導体業界で使用されている従来のパッケージング方法と比較して、化合物半導体パッケージング技術は高価です。新しいノードごとにチップの設計と製造コストが高額になる場合もあります。さらに、ICの複雑さから、ウェーハ製造コストも大幅に高くなります。複雑なパターンを持つ様々なチップや集積回路をパッケージングすることは、高度な化合物半導体パッケージの導入を阻んでいます。半導体業界は、チップとウェーハの容易で幅広い相互接続、異種デバイス間の統合など、多くの利点から、化合物半導体パッケージングを非常に有望視しています。しかし、これらの利点が容易に利用できるため、化合物半導体パッケージングは​​従来のパッケージングよりも高価であり、小規模メーカーにとってこの技術の導入は困難です。その結果、化合物半導体パッケージング市場の世界的成長を阻害する大きな要因となっているのは、化合物半導体向けの高度なパッケージングソリューションに伴う高コストです。

世界の化合物半導体パッケージング市場の機会：

スマートテクノロジー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など、様々な新材料が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予想されています。スマートグリッドとスマートインフラには、新しい種類のケーブル、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が不可欠です。市場が成熟するにつれて、これらの技術の増加がGaNをはじめとする化合物半導体の需要を促進すると予想されます。高度な化合物半導体デバイスとモジュールを組み込むことで、電力品質と機器寿命の向上、コストの削減、電力システムの制御と信頼性の向上など、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ます。したがって、スマートテクノロジーの発展により、複合半導体のパッケージング市場の成長は大きな利益をもたらす機会になると予想されます。

セグメント分析

世界の化合物半導体パッケージ市場は、パッケージングプラットフォーム、アプリケーション、および最終用途によってセグメント化されています。

パッケージングプラットフォームに基づいて、世界の化合物半導体パッケージ市場は、フリップチップ、組み込みダイ、ファンインWLP、ファンアウトWLPに分かれています。

フリップチップ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9.8%のCAGRで成長すると予想されています。チップスケールパッケージ（CSP）ソリューションはフリップチップです。フリップチップは、MEMSやICなどの半導体部品を外部回路に接続します。フリップチップCSPは、ワイヤボンディングが不要なため、他の製品よりも小型です。直接チップ接続やチップオンボード（COB）と比較して、チップ保護が優れ、はんだ接合部の信頼性も向上しており、あらゆるモバイルアプリケーション（COB）に使用されています。フリップチップCSPは、現代の化合物半導体パッケージングの最高峰です。

従来のパッケージング方法と比較して、化合物半導体パッケージングは​​、比較的薄く、コンパクトで、軽量なパッケージを提供します。RFICやメモリICを含むほとんどのアプリケーションでフリップチップが使用されています。さらに、このパッケージタイプは、GPS、携帯電話、PC周辺機器、ビデオカメラ、デジタルカメラにも採用されています。回路の小型化に対する需要の高まり、モノのインターネット（IoT）の普及、そしてワイヤボンディングの技術進歩が、フリップチップの成長を牽引する主な要因です。

ファンアウト型ウェーハレベルパッケージングは​​、従来の集積回路パッケージングを改良したものです。これは、シリコンダイにより多くの外部コンタクトを持たせるために開発されました。ファンアウト型WLPは、一般的なダイのようなサイズ制限のない、より信頼性の高い製造プロセスです。その大きな技術的利点が広範な商業化を促し、最も収益性の高い化合物半導体パッケージング技術の1つとなり、市場で存在感を高めることが期待されています。モールドコンパウンドの代わりに、「ファンアウト・ウェーハレベル・パッケージング」と呼ばれる一般的なパッケージング手法が用いられ、有機ラミネートや化合物半導体ウェーハなどの材料にダイを埋め込んだパッケージが構築されます。

用途に基づいて、世界の化合物半導体パッケージ市場は、CSパワーエレクトロニクス、CS RF/マイクロ波、CSフォトニクス、CSセンシング、CS量子の4つに分類されます。

CSパワーエレクトロニクス分野は最大の市場シェアを誇り、予測期間中は9%のCAGRで成長すると予想されています。電力の変換と制御に固体電子機器を使用することは、パワーエレクトロニクスと呼ばれています。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。パワーエレクトロニクス企業は、運用効率の向上を目指し、自社製品やモジュールに化合物半導体パッケージを採用しています。化合物半導体パッケージは、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ています。ほとんどの電子システムには、化合物半導体ウェーハで作られたデバイスが必要です。

太陽光発電インバータやハイブリッドカーなどの製品における効率的なエネルギー管理の需要の高まりにより、SiCやGaNなどの化合物半導体は、高電圧パワーエレクトロニクスにおいてもますます必要になっています。ワイドバンドギャップ技術がパワーエレクトロニクス業界で普及するにつれ、基板サプライヤーはSiCまたはGaNウェーハの最適化に向けて大きな進歩を遂げ、市場の国際的な成長を後押ししています。

電磁波の一種であるマイクロ波の波長は1μmから1mmの範囲で、周波数は300MHzから300GHzの範囲です。マイクロ波技術は、レーダーや通信アプリケーションで広く利用され、認知されています。強力な送信機や低雑音増幅器などの半導体デバイスの開発は、化合物半導体パッケージング技術の恩恵を受けています。さらに、高出力マイクロ波デバイスの性能と信頼性は、デバイスに使用されるAlGaN GaNの設計と品質によって決まります。 III-V族化合物半導体デバイスおよびモジュールを用いた電子回路は、市場拡大に有利な高速処理が可能であることから、近年、マイクロ波領域のRFコンポーネントおよびシステムに広く利用されています。

最終用途に基づいて、世界の化合物半導体パッケージ市場は、デジタル経済、産業・エネルギー・電力、防衛・セキュリティ、輸送、民生用電子機器、宇宙の4つに分類されます。

輸送分野は市場への最大の貢献者であり、予測期間中に8.6%のCAGRで成長すると予想されています。電気自動車とハイブリッド車はどちらも、化合物半導体パワーデバイスを多く使用しています。市場には、横型GaNパワーデバイスと縦型GaNパワーデバイスの2種類のGaNパワーデバイスがあり、どちらも輸送分野での使用を目的として設計されています。SiパワーMOSFETと比較して、横型GaNパワーデバイスは、600ボルトという高いブロッキング電圧、優れた性能特性、低い内部抵抗、高速共振のため、より一般的に使用されています。化合物半導体は、自動車・輸送産業において、主に電圧レギュレータ、燃料インジェクタ、空気流量・圧力センサ、点火制御ユニット、電気点火制御装置、アンチロックブレーキ、エンジン制御ユニットなどに使用されています。自動車分野では、小型、高機能、高信頼性、低コスト、優れた熱特性といった特長から、フリップチップが幅広い用途で採用される可能性があります。

近年、エネルギー・電力システムや産業システムでは、従来のシリコンベースのパワーダイオードやトランジスタが使用されています。化合物半導体のパッケージング技術は、電力損失の削減やシステム全体のコスト削減に必要な電気負荷、スイッチングレート、その他の性能要件の管理に適しています。オフライン電源、家電製品、ハイブリッド車・電気自動車、スマートグリッドシステムなどへの利用を目的とした、SiCおよびGaNパワーエレクトロニクスデバイスの開発が積極的に進められています。

地域分析

世界市場を席巻する中国

世界の化合物半導体パッケージング市場は、米国、英国、中国、そしてその他の地域に区分されています。

中国は、世界の化合物半導体パッケージング市場における最大のシェアを占めており、予測期間中は9.5%のCAGRで成長すると予想されています。中国の半導体産業は、急速に成長する経済を支えるために外国の技術に大きく依存しており、半導体チップの90%を輸入しています。中国は、個人用電子機器の最大の生産国の一つであり、電子機器は消費者市場の大部分を占めています。今後10年間、電子機器は引き続き支配的な地位を維持すると予想されます。さらに、主要企業が最先端の化合物半導体パッケージング技術を導入していることを考えると、中国における電子機器製造施設の存在は、予測される機会において成長率に貢献すると予想されます。したがって、これらの投資とイノベーションはすべて、化合物半導体パッケージ市場の拡大を促進すると期待されています。

米国は、予測期間中に10.6%のCAGRで成長すると予想されています。米国の半導体産業は、世界的な大手企業の存在により最先端の研究開発施設を有していますが、米国の化合物半導体パッケージ市場の成長は緩やかになると予測されています。また、この市場は、研究開発施設への多額の投資と大手企業の協力により、化合物半導体パッケージ市場における第2位の貢献者となっています。

南ウェールズの化合物半導体クラスターには、多額の公的および民間投資が行われています。英国では、5,000社を超える企業が電子システムを製造しており、その多くが将来的に化合物半導体を活用する可能性のある製品を開発しています。さらに、消費者と高級車メーカーは英国に集中しています。そのため、エンジン制御ユニットやその他のインフォテインメント機器における高度な電子部品の需要が高まり、英国の化合物半導体パッケージ市場が活況を呈しています。

台湾、韓国、ドイツなどの他の国々も、化合物半導体パッケージ市場の大きなシェアを占めています。多くの国の政府は、様々な用途における化合物半導体の利用に向けた取り組みを支援しています。ドイツのOEMは、世界で販売される高級車の40%、そして世界で生産される高級車の70%を生産しています。連邦統計局によると、ドイツは自動車エレクトロニクスにおいて年間5.9%の成長率で世界をリードする国になると予想されています。したがって、自動車部門におけるこうした発展は、ドイツにおけるマイクロエレクトロニクスの利用を促進し、結果としてドイツの化合物半導体パッケージ市場に大きな成長機会を生み出しています。

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化合物半導体パッケージ市場のトップ競合他社

1. Amkor Technology
2. ASE Technology Holding Co. Ltd
3. Deca Technologies
4. Fujitsu Limited
5. Jiangsu Changjiang Electronics Technology Co. Ltd.
6. Kla Corporation
7. Qorvo Inc.
8. Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited
9. Texas Instruments Incorporated
10. Tokyo Electron Ltd.

最近の動向

• 2023年2月 -デジタルトランスフォーメーションおよび製品開発サービス企業であるOrion Innovationは、グローバルテクノロジー企業Sryas Incを「非公開の金額」で買収したと、同社幹部が発表した。Orion InnovationのCEO兼社長であるRaj Patil氏は、買収は100%完了し、Sryas Incは子会社になったと述べた。