半導体化学蒸着（CVD）装置市場 サイズと展望 2024-2032

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市場ダイナミクス

市場牽引要因

半導体およびマイクロエレクトロニクスデバイスの需要増加

半導体は、複雑なマイクロエレクトロニクス回路に統合することで、高度なコンピューティング、動作制御、入出力管理、データ処理、ストレージ、センシング、無線通信、効率向上、電力管理といった機能を、合理的なコストで実現します。半導体業界は、急速な発明により、より安価で飛躍的に高度な製品を製造できるようになりました。さらに、過去1年間の消費者行動の急速な変化により、世界の関心はテクノロジーへと移っています。パンデミックによる制約への対応として、在宅勤務や在宅学習といった新たな環境を支える機器やインフラの需要が急速に増加しました。

政府や業界関係者は、マイクロエレクトロニクス分野の進歩を注視しています。なぜなら、これらの進歩はIoT（モノのインターネット）市場を破壊し、同時に成長させる可能性を秘めているからです。マイクロエレクトロニクスの研究開発（R&D）は、帯域幅の制約が迫っていることから、仮想現実（VR）および拡張現実（AR）技術の利用拡大により拡大する可能性があります。

複数のエンドユーザーにおける技術採用の増加

様々な用途向けのセラミック膜およびコーティングを製造するための急速に進化する技術として、有機金属前駆体からの化学気相成長（CVD）法（MOCVD）があります。カーボンナノチューブ（CNT）、グラフェン、シリコンナノワイヤ（Si-NW）は、電気自動車用バッテリー部品の開発・製造により需要が高まっているナノテクノロジー材料です。

Web統合型ワイヤレスヘルスケアデバイス、ウェアラブルデバイス、そして半導体を搭載した臓器や医療機器の3Dプリンティングは、将来のヘルスケア提供における新しい創造的な方法を確実にする重要な要素となるでしょう。現代のネットワーク化された自動運転車には、最新の技術機能を備えた3,000個以上のチップが容易に搭載される可能性があります。半導体は、パンデミックによって「あらゆるものがリモート化」された現在、ビジネス、学習、娯楽、友人や家族との交流など、従来の実店舗環境以外での通信ネットワークを維持するために必要な技術インフラを支えています。

世界中の多くのスマートシティは、市民のための都市サービスと重要な公共インフラの改善に取り組んでいます。そのためには、公共インフラのほぼあらゆる側面を幅広いデバイスで接続する必要があり、それらのデバイスは個人とつながることになります。半導体は、この相互接続されたインフラを支えることになります。したがって、こうしたアプリケーションすべてがセグメントの成長を牽引することになります。

市場の制約

技術への多額の投資

半導体製造のためのCVD装置の設置は、複雑で費用がかかる場合があります。ファウンドリやアウトソーシング半導体組立・テスト（OSAT）企業は、拡大するチップ需要に対応するために生産量を拡大し続けており、設備投資へのさらなる圧力を予想しています。新規ファウンドリーの建設には150億ドルから200億ドルの費用がかかり、高度な製造専門知識と強固なインフラが求められます。バックエンドの組立、パッケージング、テスト設備の建設費用は50億ドルから70億ドルに上ります。さらに、企業は収益の相当部分を設備投資と研究開発に投資しています。

半導体業界で競争力を維持するためには、企業は収益の相当部分を研究開発と新規工場・設備に継続的に投資する必要があります。業界における技術革新のスピードは速く、企業はより複雑な設計とプロセス技術を開発し、より微細な部品を製造できる生産設備を導入する必要があります。米国半導体工業会（SIA）によると、最先端の半導体部品を設計・製造する能力は、業界全体の売上高の約30%という投資率に常に追いつくというコミットメントを通じてのみ維持できます。これらすべての要因が市場の成長を阻害しています。

市場機会

多様な研究活動

市場では様々な研究活動が見られ、ベンダーがCVDに投資する様々な要因が生まれています。例えば、2021年12月、Advances誌は、Zhaolong Chen氏と中国、英国、シンガポールのナノ化学、インテリジェント材料、物理学の国際研究チームによって、サファイアウエハー層上に高配向単層グラフェンを直接生成する技術を発表しました。研究チームは、高温で電磁誘導CVD法を開発することで、この開発戦略を実現しました。この方法により、キャリア移動度が大幅に向上し、シート抵抗が低いグラフェン層が実現しました。

さらに、2020年7月、Agnitron社は、デュアルユースAgilis装置を用いた有機金属化学気相成長法（MOCVD）によって半導体材料である酸化ガリウムを製造する技術を開発しました。さらに、この方法では必要に応じて異なる材料を代替することが可能です。こうした研究活動はすべて、市場の成長に計り知れない可能性をもたらします。

セグメント分析

世界の半導体化学気相成長装置市場は、アプリケーションと地域別にセグメント化されています。 

アプリケーション別では、世界の半導体化学気相成長装置市場は、ファウンドリ、統合デバイスメーカー（IDM）、メモリメーカーに分類されています。統合デバイスメーカー（IDM）が市場を牽引し、予測期間中に9%のCAGR（年平均成長率）を記録すると予想されています。統合デバイスメーカー（IDM）には、ロジック、センサー、オプトエレクトロニクス、ディスクリートコンポーネントが含まれます（メモリメーカーを除く）。統合デバイスメーカーは、集積回路（IC）（IDM）を製造・販売します。従来のIDMは、製造施設で自社ブランドのチップを製造し、設計します。他のメーカーが平面アーキテクチャを放棄し、ロジックやメモリ向けに複雑な3次元（3D）構造を採用する一方で、IDMは10nmを超えて5nm、さらには3nmへと微細化を進めています。集積回路の製造において重要な段階の一つは、薄膜堆積（IC）です。薄膜成長に最も頻繁に用いられる方法はCVDです。CVDでは、ウェーハ上に膜を形成するために、前駆体と反応物をプロセスチャンバー内で混合し、その後、定常状態にします。この期間、半導体ICの需要は、民生用電子機器およびマイクロエレクトロニクスの売上増加によって推進されると予測されています。しかし、半導体ICの需要増加は半導体デバイスメーカーの製造能力を向上させ、市場における化学気相堆積（CVD）の需要増加につながると予想されています。

2番目に大きなセクターはメモリメーカーです。半導体事業における主要製品カテゴリーの一つはメモリ半導体です。世界的なデータ消費の増加に伴い、メモリ製品の需要も増加しています。民生用電子機器やデータセンターからの需要増加を受け、様々なベンダーがメモリ事業を拡大しています。2020年8月、サムスンは韓国・平沢市にある第2生産ラインで16GB LPDDR5 DRAMの量産を開始しました。同社の第3世代10nmクラス（1z）プロセスである新16Gb LPDDR5は、最高のモバイルメモリ性能と最大の容量を誇り、5GやAI機能などのメリットを消費者に提供します。これは、プラズマ強化化学気相成長（CVD）の成長を活かすものです。さらに、韓国の特殊真空炉メーカーであるThermVac Inc.は、2022年1月から、国内外の顧客のニーズに応えるため、900℃から2,400℃の温度範囲で使用可能なCVD装置のプロセス技術と設計・製造技術の開発を継続します。これは、半導体、太陽光発電、携帯電話、航空宇宙、防衛などのハイテク分野における高温耐熱CVD部品の需要の高まりと一致しています。

地域分析

世界の半導体化学気相成長装置市場は、地域別に見ると、アジア太平洋地域、北米、ヨーロッパ、その他地域に分類されています。

アジア太平洋地域が市場を支配しており、予測期間中は年平均成長率（CAGR）9.1%を記録すると予測されています。電気自動車の需要増加は、アジア太平洋地域の自動車用半導体市場の急速な成長を促進すると予想されています。自動運転車はすでに主要な自動車生産国で多くの顧客を獲得しており、自動車メーカーは技術革新、生産、改良を継続する必要があります。インド経済は、その人口増加により、世界で最も急速に成長している経済の一つとなっています。インドの自動車用半導体市場は今後数年間で急速に成長すると予測されています。今後数年間、自動車産業を支える強力な半導体研究開発インフラが、インドの半導体市場に新たな機会をもたらすでしょう。

北米は2番目に大きな地域です。 2031年までに30億米ドルに達すると予測されており、年平均成長率（CAGR）は6.9%です。貿易摩擦と国家安全保障上の懸念が深刻化する中、米国は、この地域における半導体生産において韓国、台湾、中国にさらに後れを取らないよう、新たな計画を策定しています。北米におけるエレクトロニクス部門と半導体ソリューションの成長は、業界を牽引する可能性が高いでしょう。蒸着装置は、銅電極、High-K誘電体ゲートスタック、銅バリア／シード層など、様々な半導体製品を製造します。自動車業界における電子部品の需要増加は、半導体需要を押し上げ、化学気相成長（CVD）市場に好影響を与えると予測されています。何十年もの間、米国企業は現代技術の原動力となるプロセッサ開発の最前線に立ってきました。米国の半導体における優位性は、同国の経済的優位性と技術力の大きな要因となっています。米国の半導体産業は、人工知能（AI）、量子コンピューティング、5Gなどの高度な無線ネットワークといった重要な未来技術において、世界をリードする地位を維持してきました。未来技術の台頭に伴う半導体チップへの旺盛な需要は、この地域におけるCVD装置や機器の需要を直接的に押し上げるでしょう。

ヨーロッパは3番目に大きな地域です。ヨーロッパには、フィリップス・セミコンダクター、STマイクロエレクトロニクス、インフィニオン・テクノロジーズといったヨーロッパ最大の半導体製造企業3社をはじめ、多くの大規模および中規模の半導体産業が拠点を置いています。世界がテクノロジーへの依存度を高めるにつれ、半導体メーカーや小売業者にとっての潜在的な市場は拡大し続け、ヨーロッパの化学気相成長（CVD）市場もそれに追随するでしょう。欧州連合（EU）は、主要事業の中核を成す技術を米国やアジアに依存しないようにするため、ヨーロッパに先進的な半導体工場を建設することを検討しています。EUは、10nm未満の微細加工が可能な半導体、そして最終的には2nmの微細加工が可能なチップを製造する方法を検討しています。その狙いは、5G無線システム、コネクテッドカー、高性能コンピューティング、その他の技術に必要なチップについて、台湾などの国への依存を減らすことです。例えば、TSMCの最も裕福な顧客であるAppleは米国に本社を置いていますが、欧州の顧客は主に、それほど先進的ではないチップを購入する自動車メーカーで構成されています。2021年第1四半期において、欧州と中東に拠点を置く顧客はTSMCの売上高のわずか6%を占め、北米の売上高67%、アジア太平洋地域の売上高17%を大きく上回っています。さらに、同国への投資の増加は、市場の成長率に影響を与えると予想されています。

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半導体化学蒸着（CVD）装置市場のトップ競合他社

1. Aixtron Se
2. Applied Materials, Inc
3. Asm International
4. CVD Equipment Corporation
5. Oxford Instruments Plc
6. Lam Research Corporation
7. Tokyo Electron Limited
8. Ulvac Inc
9. Veeco Instruments Inc

最近の開発状況

• 2024年6月 -スコットランドのセントアンドリュース大学で開催された国際遠紫外線科学技術会議2024（ICFUST）において、Silanna UVは235nmクワッド高出力遠紫外線C LEDを発表しました。ピーク波長235nmと小型LEDパッケージを備えたSF1-3M1FWL1は、高出力遠紫外線C発光デバイスであり、幅広い新規用途と潜在市場を開拓します。
• 2024年1月 -北京グラフェン研究所、蘇州大学、厦門Silan Advanced Compound Semiconductor Co., Ltd.の科学者が共同で、窒化物エピタキシャル成長用バッファ層としてのグラフェンの開発と潜在的用途に関する体系的な概要を提供する包括的なレビューを作成しました。