フォトリソグラフィ装置市場：プロセス別（紫外、深紫外）、用途別（フロントエンド、バックエンド）、地域別情報 ― 2030年までの予測

市場概況

世界のフォトリソグラフィー装置市場規模は、 2021年に94億6,800万米ドルと評価され、予測期間中に5.1%のCAGRで拡大し、 140億9,600万米ドルに達すると予想されています。

リソグラフィーは、フォトマスクからウェーハの表面にデザインを転写するプロセスです。リソグラフィープロセス中、ウェーハは紫外線レーザービームにさらされ、パターン化されていないフォトマスク層を通過してウェーハのフォトレジストに照射されます。フォトリソグラフィー、電子ビーム、X 線、極紫外線、イオン投影、液浸リソグラフィーなどのさまざまなリソグラフィー プロセスがあります。現代の半導体産業におけるフォトリソグラフィーの重要性と広範な採用により、世界中で多くの業界がフォトリソグラフィーを使用しています。エッチング前の半導体ウェーハのライン寸法を決定し、パターンの解像度を決定します。非常に正確な切開を実行できるため、フォトリソグラフィーが利用されます。これは、極めて清浄な基板表面と最適な温度条件が必要なプロセスです。

より小型の電子デバイスに対する高い需要、モノのインターネットの普及の増加、および半導体部門の拡大が、フォトリソグラフィー装置市場の成長を推進する主な原動力です。しかし、高額な装置の運用および保守コストと曲面の手順の制限が、フォトリソグラフィー装置市場の発展をある程度妨げています。パンデミック中の複数の国でのロックダウンは世界中のサプライチェーンに影響を与え、さまざまな消費者向けデバイスの需要が減少しました。その結果、パンデミック中のウェーハ需要の減少は、フォトリソグラフィー装置のニーズに影響を及ぼしました。それどころか、技術の進歩により、世界のフォトリソグラフィ装置市場に魅力的な成長見通しがもたらされると予想されています。

市場動向

推進要因

電子機器の小型化と半導体産業の進歩に対する需要の高まり

高性能エレクトロニクスの需要が高まるにつれて、半導体業界では小型電子機器の人気が高まっています。さらに、革新的な家庭用電化製品に対する需要の高まりにより、柔軟でコンパクトな集積回路の必要性が高まっています。さらに、RFID、MEMS デバイス、その他のパワーデバイスなどのテクノロジーの成長により、薄いウェーハの需要が増加しています。これは、特にスマートフォン、ハンドヘルド機器、小型電子製品の場合、ウェーハが薄いとパッケージの厚さが薄くなるからです。極薄および極薄のダイを使用するこれらの開発アプリケーションは、小型電子デバイスに対する大きな需要を生み出し、世界的なフォトリソグラフィー装置市場の拡大に貢献しています。

IoT、クラウド コンピューティング、データ分析、人工知能の出現により、半導体部門は近年大幅な成長を遂げています。半導体産業協会 (SIA) によると、2018 年の世界の半導体部門の売上高は 4,688 億ドルで、業界史上最大の年間売上高となり、2017 年と比べて 13.7% 増加しました。 ウェーハとチップの生産と製造のニーズの高まり半導体デバイスと材料の需要の増加によってプロセスが促進され、フォトリソグラフィー装置市場が刺激されています。

制約要因

曲面のフォトリソグラフィーの限界

フォトリソグラフィーでは、通常、パターンを定義するために硬いマスクが使用されます。コンタクトモードフォトリソグラフィーでは、硬質で平坦なマスクは球面曲面と一点でのみ接触しますが、投影モードフォトリソグラフィーでは、マスクの特徴が露光領域のごく一部に集中します。したがって、曲面をパターン化するフォトリソグラフィーの能力は、パターン転写要素の特徴によって制限されます。フォトリソグラフィーには、球面上に張られた平らな二次元エラストマーマスクを使用することによって生じる解像度、位置合わせ、位置合わせの制限などの制限があります。曲面ディスプレイやスマート ウェアラブルなどの最新の家庭用電化製品の開発には、フォトリソグラフィーが原因でいくつかの困難が伴います。曲面のパターニングを極めるには、平面マスクを曲面に適用することで生じる歪みを研究によって取り除く必要があります。

市場機会

先端消費財の需要の増加

世界的には、ウェアラブル、拡張現実、仮想現実、4K テレビ、スマート ホーム、3D プリンティング、ドローン、自動運転車、コミュニケーション ロボットなどの新興テクノロジーの普及が急速に拡大しています。これらの革新的なテクノロジーにより、より優れた、より軽く、より強力で、より迅速で、よりコスト効率の高い製品を求めて、洗練された家庭用電化製品の開発が必要となります。フレキシブルで印刷可能なエレクトロニクスは、前例のない柔軟性を提供することで、進化する顧客のニーズに応える道を切り開きます。メーカーは、予測期間中に開発サイクルの短縮と最適化を進めることが予想されます。したがって、フォトリソグラフィーはエレクトロニクス製造の改善において重要な役割を果たし、フォトリソグラフィー装置市場の成長機会を促進します。

分析

世界のフォトリソグラフィー装置市場は、プロセス、アプリケーション、光源、地域に基づいて分類されています。

プロセスに基づいて、セグメントは紫外線 (UV)、遠紫外線 (DUV)、極紫外線 (EUV) です。

紫外線 (UV) 部門は 3.9% の CAGR で成長し、最大の市場シェアを保持すると予測されています。 UV フォトリソグラフィーは、半導体製造におけるアディティブまたはサブトラクティブ段階の前にウェーハをマスキングして構造化するための従来の方法です。 UV フォトリソグラフィーは、必須の半導体製造手順の 1 つです。この技術で使用されるマスクは総生産コストの 30% を占めます。したがって、メーカーはマスクを必要としないフォトリソグラフィー技術の開発に投資し、半導体デバイスの全体的なコストを削減しています。さらに、新しいフォトリソグラフィーの用途により、独自の市場拡大の見通しがもたらされると予想されます。

深紫外 (DUV) セクションは 2 番目に大きなシェアを保持します。深紫外 (DUV) フォトリソグラフィーでは、調整された光の波長を使用して薄いフォトレジストのパターンを識別し、得られたポリマーをエッチング、蒸着、または注入によって下層の基板の中または上に移動させます。 DUV フォトリソグラフィーは、大量のチップを同時に製造するのに優れています。したがって、一度に 200 ～ 1,000 個の半導体を製造できるため、半導体の大量生産において時間とコスト効率の高い技術です。

アプリケーションに基づいて、フロントエンドとバックエンドのセグメント。

バックエンドセクションは 5.5% の CAGR で成長し、最大の市場シェアを保持すると予測されています。ウェーハのバックグラウンド処理、ウェーハのマウント、ソーイング、ダイアタッチ、ダイアタッチ硬化、マーキング、リード仕上げ（めっき）、ポストモールド硬化（PMC）、モールディング、ワイヤボンディング、トリム/フォーム/個片化、最終テスト、最終外観検査、梱包、発送はバックエンドプロセスを構成します。半導体業界のフロントエンドプロセスの開発と進歩により、バックエンドのフォトリソグラフィーの成長率が低下しました。それにもかかわらず、マスクレス露光 (MLE) テクノロジーの出現は、バックエンドのフォトリソグラフィーにとって有益です。

フロントエンド部門が第2位のシェアを握ることになる。フロントエンドプロセスには、ウェハの準備、半導体製造、パターンの準備、ステッパー露光、フォトレジストコーティング、酸化、現像、エッチングイオンの導入、化学蒸着、メタライゼーション、およびウェハのテストが含まれます。

光源により水銀ランプ、フッ素レーザー、エキシマレーザーなどに分けられます。

その他の部門は 5.6% の CAGR で成長し、最大の市場シェアを保持すると予測されています。フォトリソグラフィーにおける他の光源は、異なる波長で光を発する LED ランプです。 UV LED は、帯域幅 10 nm の単色光源を提供します。 LED 照明は手頃な価格で、エネルギー効率が高く、長寿命です。ただし、表面エネルギーは最小限です。 LED ランプの低消費電力は、フォトリソグラフィー光源の開発にとって不可欠です。現在、UV LED ランプが設計され、今後のフォトリソグラフィー装置に組み込まれており、予測期間を通じて市場の拡大を促進すると予想されます。さらに、量子ドット LED は、フォトリソグラフィーを使用して量子ドット層をパターン化して開発されています。フォトリソグラフィー装置の市場は、主に量子技術の急速な発展と小型半導体デバイスのニーズの高まりによって牽引されています。

水銀ランプ部門が第２位のシェアを獲得する。従来のフォトリソグラフィーでは、350 ～ 450 nm の波長の光を発する水銀ランプを光源として使用します。水銀ランプは、g 線 (436 nm)、h 線 (405 nm)、i 線 (400 nm) (365 nm) の 3 つの異なる波長で光を放射します。半導体部品のニーズの高まりにより、水銀ランプの需要が高まっています。さらに、ランプの普及とフォトリソグラフィー装置への応用の広がりは、世界のフォトリソグラフィー装置市場の拡大に大きく貢献しています。しかし、今後数年間では、エネルギー使用量の増加により、その必要性が減少すると予測されています。

地域分析

世界のフォトリソグラフィ装置市場の地域別セグメンテーションには、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、LAMEAが含まれます。

アジア太平洋と北米が地域市場を支配する

アジア太平洋地域は 5.4% の CAGR で成長しながら、最大のシェアを獲得して市場を掌握します。高電圧電力用の巨大な発電所の利用可能性、パワーモジュールの需要の増加、人口の増加により、この地域はゲートドライバー集積回路にとって最も魅力的な市場となっています。さらに、多数の非営利団体の存在が業界の拡大を促進しています。これらの団体は、高度な技術を駆使して電力インフラを構築するためにさまざまな活動を行っています。

アジア太平洋地域はフォトリソグラフィー装置市場のかなりの部分を占めており、今後数年間でより急速に発展すると予想されています。高電圧動作デバイスの需要の高まりに伴い、多くの業界の企業が電源管理用のドライバー IC の必要性を認識しています。自動スイッチング デバイスとパワー モジュールの人気は、フォトリソグラフィー装置市場の成長に最も大きな影響を与える傾向になると考えられます。

北米は CAGR 4.4% で拡大し、18 億 9,200 万米ドルを保有すると予測されています。技術的な躍進、革新、業界投資により、北米はウェーハフォトリソグラフィ装置の市場に大きく貢献している国の一つです。さらに、スマートテクノロジーやスマートデバイスへのニーズの高まりにより、北米における半導体チップや集積回路の普及と利用が世界のフォトリソグラフィー装置市場の拡大に貢献しています。この地域のフォトリソグラフィー装置市場の拡大は、インターネット対応の大規模なデータセットの分析需要の高まり、センサー技術の進歩、自律型デバイスの使用の増加によって促進されると予想されます。

北米では、フォトリソグラフィー装置市場の発展は、パワーモジュールとアプリケーションの使用、および電子アプリケーションの数の増加によって推進されています。さらに、この市場の成長は、ドライバ IC モジュールの受け入れの増加と、スイッチング性能の向上とエネルギー損失の削減を目的としたその導入によって促進されています。さらに、フォトリソグラフィー装置市場の拡大は、複数の産業分野にわたる研究開発活動への支出の増加と、スマートテクノロジーとデバイスの導入によって促進されています。

最近の動向

• 2022 年、ASML Holding NV は、電圧コントラスト欠陥検査や物理的欠陥検査などのインライン性能強化アプリケーション向けの初の複数電子ビーム (マルチビーム) ウェーハ検査システムである HMI eScan 1100 の最初の顧客導入を発表しました。
• 株式会社ニコンは、製造現場のデジタルトランスフォーメーション（DX）の加速を実現する新しい超小型マシンビジョンカメラ*1「LuFact」を2022年に発売しました。