半導体エッチング装置市場 サイズと展望 2025-2033

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半導体エッチング装置市場の成長要因

半導体プロセスへの設備投資の増加

ムーアの法則に沿った半導体の開発と業界の着実な成長は、多額の投資と国際協力によって可能になりました。業界の拡大は、今後も継続的な投資によって促進されるでしょう。政府による半導体分野への関与の拡大は、半導体エッチング装置の需要を押し上げるもう一つの重要な要素です。例えば、中国政府は半導体産業の支援に注力しており、半導体生産を活性化させるために2030年までに1,500億米ドル以上の投資予算を計上しています。

世界的な半導体不足が続く中、世界中の半導体企業は、増加する需要に対応するため、研究開発施設への多額の投資を準備しています。多くの主要企業が製造施設の拡張に投資を行っています。例えば、ボッシュは2022年2月に、ドイツのロイトリンゲンにあるウェハ製造施設の規模を拡大すると発表しました。同社は2025年までに、2億5,000万ユーロ以上を投じて製造スペースと必要なクリーンルーム設備を増設する予定です。こうした成長投資は、半導体エッチング装置市場の拡大につながっています。

自動車業界における用途拡大

半導体は、今日のハイテク自動車において、センシング、安全機能、ディスプレイ、制御、電力管理といった車両の重要な機能に使用されています。また、急速に普及している電気自動車やハイブリッド車（EV）にも半導体が広く利用されています。安全システムや半自動運転支援システムは、半導体デバイスによって実現されています。さらに、死角検知システム、バックアップカメラ、衝突回避センサー、アダプティブクルーズコントロール、車線変更支援、エアバッグ展開センサー、緊急ブレーキシステムなどは、半導体によって実現されたスマート機能の例であり、市場の拡大を加速させています。

市場の抑制

貿易不確実性と半導体メモリ市場

米中貿易戦争と世界的な政治的不確実性の影響は、エレクトロニクス業界に影響を及ぼしています。半導体業界の減速は、世界経済の不確実性と結びついており、これは一般的に、米中間の継続的な貿易摩擦、中国経済の減速、そして景気低迷に起因すると考えられています。さらに、半導体は複雑な製造サプライチェーンを持ち、広く取引されるコモディティです。過度に複雑な関税や貿易法、プロセス、慣行は、半導体サプライチェーンに深刻な混乱をもたらし、消費者や企業に損害を与える高額な障害を生み出す可能性があります。こうした要因は市場の成長を抑制する可能性があります。

市場機会

急速な技術進歩と移行

今日、半導体は人工知能、量子コンピューティング、高度な無線ネットワークなど、未来の最もエキサイティングな「必勝法」技術の基盤となっています。世界が生活のほぼあらゆる側面に革新的な技術を急速に導入するにつれ、半導体とマイクロエレクトロニクスもまた、絶えず進化するデジタル環境の複雑なニーズを満たすために進歩しています。さらに、ビッグデータと人工知能はこの成長を加速させ、より小型でより強力なチップを必要としています。つまり、その製造はより困難になり、技術の進歩が必要となるということです。これにより、市場における新製品の投入におけるイノベーションが促進されました。

例えば、Lam Researchは2022年2月に、革新的なウェーハ製造技術と独自の化学特性を活用した選択エッチング装置の新製品ラインを発表しました。この製品は、チップメーカーによるゲートオールアラウンド（GAA）トランジスタアーキテクチャの構築を支援します。Argos、PrevosTM、Selisという3つの新製品を含むLamの選択エッチングポートフォリオは、高度なロジックおよびメモリ半導体システムの設計と製造において大きな優位性をもたらします。このように、上記の要因は世界市場の成長機会を生み出しています。

製品タイプ別インサイト

製品タイプ別に見ると、世界市場は高密度エッチング装置と低密度エッチング装置に分類されます。

高密度エッチング装置セグメントは最も高い市場シェアを占めており、予測期間中に5.5%のCAGR（年平均成長率）で成長すると予想されています。マイクロエレクトロニクスシステムの性能は、システムに統合されるデバイスの密度に依存します。シリコン（Si）インターポーザーは、新興の2.5Dシステム統合への応用の可能性から、マイクロエレクトロニクスパッケージング業界でますます注目を集めています。シリコンインターポーザーは、マイクロエレクトロニクスシステムにおける高密度相互接続を実現するための、技術的に有望で経済的にも実現可能な方法を提供します。さらに、半導体業界の今後数年間の復活と拡大は、技術革新に大きく依存するでしょう。市場では、強力なプロセッサを迅速に開発するための新しいチップセットアプローチに、こうした技術革新の兆候が見られます。

低質量密度が強く求められています。宇宙に打ち上げられるあらゆる物において、重量は重要です。現在の商業打ち上げコストは1ポンドあたり約5,000～6,500米ドルです。これらの少量の特殊設計部品は通常機械加工されるため、機械加工の容易さも求められます。さらに、これらの要件を満たすセラミック材料ファミリーは、ソ連/ロシアで最初に開発・利用され、その後米国で使用できるように改良された様々なBN-SiO2ベースの複合材料です。プラズマエッチングを用いたシリコンの構造化は、シリコンベースのデバイスや金型を製造する際に最も広く使用されている技術の一つであり、主に高次元の忠実性と垂直性が求められる場合に用いられます。

エッチングフィルムの種類に関する考察

エッチングフィルムの種類に基づいて、世界市場は導体エッチング、誘電体エッチング、ポリシリコンエッチングに分類されます。

導体エッチングセグメントは最も高い市場シェアを占めており、予測期間中に4.6%のCAGRで成長すると予測されています。導体エッチング装置は、様々な半導体デバイス部品において電気的に活性化された材料を成形するために広く使用されています。これらの微細な半導体構造におけるわずかな変化でさえ、デバイスの性能を損なう電気的欠陥につながる可能性があります。導体エッチングの設計は非常に微細であるため、エッチングプロセスは基本的なウェーハサイズの物理的限界を押し広げる傾向があります。さらに、導体エッチングは、フッ素などの化学的に敏感な元素を含むガスに電磁燃焼エネルギーを加えることによって行われます。導体エッチングシステム市場の成長は、世界的な半導体装置市場全体の進化に大きく依存しています。

絶縁膜エッチングプロセスは、半導体デバイスの製造中に非導電性材料を除去します。最先端のメモリデバイスは、非常に深い穴や溝など、特に厳しい公差で製造する必要がある困難な構造を備えています。二酸化ケイ素（SiO2）と窒化ケイ素（Si3N4）は、半導体デバイス技術の進化に伴い、特徴寸法の縮小、絶縁膜の需要、そして厳密なCD（クリティカルサイズ）制御をサポートするエッチング装置の増加に伴い、半導体プロセスで一般的に使用される2つの誘電体です。 90nmプロセス対応の半導体デバイスの時代が急速に到来するにつれ、それに対応できる絶縁膜エッチング装置の必要性が最優先事項として浮上しています。

アプリケーションインサイト

アプリケーション別に見ると、世界市場はファウンドリ、MEMS、センサー、パワーデバイスに分類されます。

半導体エッチングの最も一般的なアプリケーションの一つはファウンドリです。自動化、機械学習、そして分析技術は、ファウンドリにとってますます重要になっています。これらの技術の利点、すなわち製造プロセスの最適化や、品質を損なうことなく歩留まりを向上させることが、需要を牽引しています。生産能力の拡大と価格の低下により、ベンダーはより多くの製造契約を受注することが期待されており、供給が大幅に増加し、複数の業界における供給不足が解消されるでしょう。

MEMSは、微小電気機械システムの略称です。プロセス技術は、電気部品と機械部品を組み合わせた小型システムや統合デバイスを開発します。この技術の主な利点の一つは、同じ材料を用いて、通常はシリコンである同じ基板上に機械部品と電子回路を製造できることです。エッチングは、機能的な MEMS 構造を作成するために基板またはすでに堆積されている薄膜のいずれかをエッチングする必要があるため、MEMS 製造プロセスの重要な段階です。

地域分析

アジア太平洋地域は、世界の半導体エッチング装置市場において最大のシェアを占めており、予測期間中は4.3%の年平均成長率（CAGR）を示すと予想されています。アジア太平洋地域には、TSMC、サムスン電子などの大手企業が拠点を構え、世界最大の半導体ファウンドリーが存在します。台湾、日本、韓国、中国は、この地域で大きな市場シェアを持つ主要国です。中国は半導体に関して非常に野心的な計画を掲げています。1,500億ドルの資金を投じて国内のIC産業を育成し、より多くの回路を生産する予定です。香港、中国、台湾からなるグレーターチャイナは、地政学的な争点となっています。米中貿易戦争により、最先端のプロセス技術を有するこの地域における緊張が高まっているため、多くの中国企業は半導体ファウンドリーへの投資を余儀なくされています。

さらに、インドは人口の多さから、現在世界で最も急速に経済成長している国の一つです。予測によると、インドの自動車用半導体市場は今後数年間で大幅に成長すると見込まれています。自動車産業の強力な半導体研究開発インフラは、今後数年間でインドの半導体エッチング市場に新たな機会をもたらすでしょう。

北米市場動向

北米は予測期間中に3.9%の年平均成長率（CAGR）を示すと予測されています。貿易摩擦と国家安全保障上の懸念が強まる中、米国は半導体生産において韓国、台湾、そしておそらく中国に遅れをとらないよう、北米地域に関する新たな計画を策定しています。米国政府は、現地の半導体製造を支援するため、2021年に500億米ドルの資金援助を要請しています。米国アリゾナ州には半導体工場が集中しており、TSMCは以前発表した金額よりも数百億ドル多い投資を検討しています。米国政府によるTSMC工場建設への補助金は、競争の激しい市場において、同社がインテル社やサムスン電子社と競合する状況となる可能性が高い。

さらに、カナダでは市場において重要なパートナーシップ活動が展開されている。例えば、2020年10月、ventureLABはTSMCとの新たなパートナーシップを発表し、ハードウェア・カタリスト・イニシアチブの活動範囲を拡大し、革新的なカナダのテクノロジー企業への支援を強化した。自動車を含む様々な製品の製造に利用される半導体チップの供給は、近年、世界的な需要に追いつかなくなってきている。さらに、半導体不足が自動車産業やその他の電気集約型産業の足かせとなっているため、チップメーカーは自社製品に対する堅調な需要を将来の予測に織り込んでいる。

欧州市場動向

欧州では、自動車産業におけるエレクトロニクス統合が半導体製造装置の台頭を牽引した。高度な自動化、人工知能、モノのインターネット（IoT）アプリケーションにおける半導体需要の増加により、予測期間中に半導体エッチング装置市場が成長すると予想されている。自動車および産業セクターは、半導体の大量生産が半導体エッチング装置の需要を牽引しているため、他の産業よりも大きな潜在性を秘めている可能性があります。欧州連合（EU）は、主要産業の中核を成す技術について米国と中国への依存から脱却するため、最先端の欧州半導体工場の建設を検討しています。さらに、EUは10nm未満の微細加工技術、そして最終的には2nmという薄さのチップを製造する方法も検討しています。5Gワイヤレスシステム、コネクテッドカー、高性能コンピューターなどを支えるためには、台湾などの国へのチップ生産への依存を減らすことが求められています。したがって、上記の要因が地域市場の拡大を促進しています。

RoW（北米、中南米、中東、アフリカ）では、半導体エッチング装置は一部の地域に大きく集中しており、主要地域での販売は非常に限定的、あるいは全くありません。そのため、現在の市場状況では、その他の地域（ラテンアメリカ、中東、アフリカを含む）ではエッチング装置の売上はゼロ、あるいは極めて低い水準にあります。しかし、この地域には、予測期間中に半導体製造装置の需要を刺激する可能性のあるいくつかの潜在的な側面があります。

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半導体エッチング装置市場のトップ競合他社

1. Applied Materials Inc.
2. Tokyo Electron Limited
3. Hitachi High Technologies America Inc.
4. Lam Research Corporation
5. Plasma-Therm LLC
6. SPTS Technologies Limited (Orbotech)
7. Panasonic Corporation
8. Suzhou Delphi Laser Co. Ltd
9. ULVAC Inc.
10. Shenzhen Delphi Laser & Robot Co., Ltd.
11. ASML Holding NV
12. EV Group (EVG)
13. Samco inc.

最近の開発状況

• 2022年7月 - Lam Research、Entegris、およびGelestは、EUVドライレジスト技術エコシステムの進化に向けて協力しました。3社は、コスト効率の高いドライレジストソリューションの将来的な開発を促進するために協力しました。高NA EUVの焦点深度要件の緩和は、ドライレジストの高いエッチング耐性と、調整可能な堆積・成長膜厚スケーリングによって満たされます。
• 2022年6月 - AlixLabは、製造プロセスにおける一部の工程を省略し、高密度実装された半導体部品を製造するための革新的な新技術、原子層エッチングピッチスプリッティング（APS）を開発しました。同社によると、この技術により、部品のコストとリソース要件が削減されます。さらに同社は、スウェーデンのルンドにあるProNano RISEのクリーンルームにおいて、原子層エッチング（ALE）用の機器の設置が完了したことを発表しています。