半導体リソグラフィー装置市場 サイズと展望 2025-2033

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半導体リソグラフィー装置市場の成長要因

先進的なモバイル機器と電気自動車における小型化と追加機能への需要の高まり

自動車業界は、安全性に不可欠な電子部品を使用し、高電圧と過酷な環境条件にさらされているため、現在の自動車技術革新の約80%を牽引しています。そのため、自動車メーカーは車載用途向けの新製品ラインの半導体開発を必須としています。より安全で環境に優しく、インテリジェントな自動車の設計の複雑さに対応するため、インテリジェンス、コネクティビティ、センシング、制御といったアプリケーションが急速に進化しています。あらゆる新しいアプリケーションは、半導体チップ製造におけるパターニングプロセスのさらなる発展を必要とし、今日のハイテク自動車における半導体の全体的な採用を促進しています。

トップクラスの半導体サプライヤーおよびベンダーによるイノベーションの加速

特に「More than Moore」（MtM）業界向けに最新のリソグラフィーツールを提供する専門装置ベンダー（Veeco、SUSS MicroTec、EV Group（EVG）、SMEEなど）によるイノベーションの加速といった要因が、予測期間中の市場成長を牽引すると予想されます。これには、電気自動車や先進的なモバイル機器による小型化と機能追加への需要の高まりが含まれます。

さらに、ASML、ニコン、キヤノンなどの大手半導体製造装置メーカーは、新しいリソグラフィーツールの開発を強く推進しています。キヤノンUSA社は2020年12月、親会社であるキヤノン株式会社がFPA-3030i5aの販売を2021年3月に開始する可能性があると発表しました。化合物半導体を含むデバイスの製造をサポートする同社のi線1半導体露光装置のラインナップに、FPA-3030i5aが加わりました。さらに、FPA-3030i5aは、半導体製造に関連する総費用の指標である所有コスト（CoO）の削減に貢献します。このようなメーカーの迅速な変更は、顧客の注目を集め、予測期間中の市場拡大を加速させると予想されます。

市場の制約

製造プロセスパターンの複雑さ

ムーアの法則では、密度は所定の2次元空間に詰め込まれる半導体チップの数と定義されています。チップ面積はチップのコストに直接影響するため、考慮する必要があります。一部の専門家は、半導体はこれ以上小型化できないと考えています。このような急速なサイズ縮小は、処理速度の向上とコスト効率の高い電力効率の向上を可能にしますが、設計の複雑さが増し、製造上の課題も生じます。

半導体リソグラフィプロセスは、このような微細スケールでは多くの要因によって制限されます。原子レベルの複雑さへの対処は、重要な課題の一つです。リソグラフィプロセスでは、フォトレジストからウェハにパターンを転写する前に、ウェハ表面をエッチング（材料を除去）するか、層を堆積します。その後、ドーパント材料がパターンに沿ってウェハにセクションごとに追加されます。この時点で、形成されたパターンを、下層のウェハに損傷を与えることなく除去することは非常に困難になります。

市場機会

様々なエンドユーザー産業における需要の増加

多くのエンドユーザー産業における半導体の急速な成長は、今後数年間で半導体リソグラフィ装置市場を押し上げると予想されています。半導体IC市場は成長を続け、世界市場を拡大しています。EUVの普及もDUVの需要を促進しています。メモリおよびロジックの量産を支えるASMLのEUVシステムの売上高は、2020年に60%増加しました。また、DUVシステムの売上高は、2020年にEUV装置を約10億ドル上回りました。世界市場は回路パターンの微細化に向けて拡大しており、多額の設備投資が必要となっています。

一部のベンダーは、回路パターンの微細化と製造コストの削減を目指し、次世代半導体製造装置の開発を進めています。FO/FI WLP、フリップチップ、3Dスタッキング、インターポーザー、埋め込みダイなどの高度なパッケージング技術は、モバイルおよび車載アプリケーションにおける性能向上、消費電力削減、微細化への需要に応えるため、半導体市場で成長を続けています。これらの要因は、予測期間中に世界の半導体リソグラフィー装置市場を押し上げると予想されます。

タイプインサイト

世界市場は、深紫外線リソグラフィー（DUV）と極端紫外線リソグラフィー（EUV）に二分されています。

深紫外線リソグラフィー（DUV）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8.84%のCAGRで成長すると予想されています。多くのエンドユーザー産業における半導体の成長は、今後数年間、半導体リソグラフィー装置市場を押し上げるでしょう。半導体IC市場の成長に伴い、市場セグメントも成長します。ASMLのEUV売上高は2020年に60%増加し、メモリおよびロジックの量産を支えました。2020年には、DUVシステムはEUV装置よりも約10億米ドル多く売上を上げました。この市場セグメントは、回路パターンの縮小を目指して成長しており、そのためには多額の投資が必要です。

一部のベンダーは、回路パターンの微細化とコスト削減を目的とした次世代半導体製造装置を開発しています。モバイルおよび車載アプリケーションにおける高性能、低消費電力、小型化の需要に応えるため、FO/FI WLP、フリップチップ、3Dスタッキング、インターポーザー、埋め込みダイといった高度なパッケージング技術が半導体市場で拡大しています。

長年にわたり、半導体リソグラフィー装置は、高開口数（NA）の大型レンズの採用や短波長光の光源化といった技術革新を遂げてきました。しかし、ゲート長が30nmを下回ると、現在の液浸ArFリソグラフィー装置のパターン形成能力は限界に達します。半導体業界ではEUV（極端紫外線）リソグラフィー技術と呼ばれ、半導体製造において最も重要な工程の一つであるフォトリソグラフィーを大きく進歩させると期待されています。EUV技術の進歩により、フォトリソグラフィー工程は「極端紫外線」波長の光源を用いたEUVシステムで実現可能になりました。より多くのOK回路を実現することは、チップ製造にとって不可欠です。なぜなら、より多くの部品をチップ内に統合できるようになり、より高速でエネルギー効率の高いチップの構築につながるからです。

アプリケーションインサイト

世界市場は、高度パッケージング、MEMSデバイス、LEDデバイスの3つに分かれています。

MEMSデバイスセグメントは最大の市場シェアを占めており、予測期間中は9.03%のCAGRで成長すると予想されています。このセグメントには、CMOSイメージセンサー、パワーデバイスおよびRFデバイス、そしてMEMSが含まれます。微細加工とは、微小機械部品、電気回路、センサー、アクチュエーターを単一の基板上に組み合わせて、高付加価値デバイスであるMEMSを製造することです。MEMS技術は、エッチング、フォトリソグラフィー、そして成膜に基づいています。車載MEMSデバイスの圧力、ジャイロスコープ、加速度計などの部品は、様々な技術を用いて工場で一括製造されています。MEMSと高度パッケージングには、それぞれ独自のリソグラフィーニーズがあります。パッケージング、MEMS、センサーデバイスでは、オーバーレイ、解像度、側壁角度、被写界深度（DOF）、ウェーハ反りに対するウェーハハンドリング、裏面アライメントなど、顧客からの採用要件が高まっています。

過去10年間、多くの半導体企業にとって、先進パッケージングの重要性はますます高まっています。これらの半導体企業は、最先端のパッケージング関連手順の改善に注力しています。最新のパッケージング技術は、コスト削減とIC全体のスループットおよび性能向上のために発展してきました。フリップチップ、2.5D/3Dパッケージング、ファンアウト・ウェーハレベル・パッケージ（FO-WLP）、ファンイン・ウェーハレベル・チップスケール・パッケージ（WLCSP）など、最先端のICを収容する高度なパターニングパッケージには、リソグラフィー装置が用いられます。

自動車、モバイル、高出力コンピューティング業界からの需要は、システムインパッケージ（SiP）やファンアウトパッケージ（FOWLP、FOPLP）などの先進パッケージング技術の開発を推進しています。新しいJetStepシステムは、フィールド内における大幅な可変性を備え、サブミクロンレンズオプションにより、超微細SiPインターコネクトや50mmの大型パッケージサイズといった、お客様の重要なロードマップ要件にも対応できます。このフィールドテスト済みのレンズは、レシピ制御の可変開口数を備えており、お客様はより幅広いアプリケーションにおいてフィールドサイズと解像度のバランスをとることができます。

地域別インサイト

世界の半導体リソグラフィー装置市場は、地域別に北米、欧州、アジア太平洋地域、その他地域に分類されています。

アジア太平洋地域は、世界の半導体リソグラフィー装置市場において最大のシェアを占めており、予測期間中は年平均成長率（CAGR）10.13%で成長すると予想されています。中国の半導体メーカーは、米中貿易摩擦の影響で国産品の生産に躍起になり、古い半導体製造装置を使用しているため、日本の中古市場における装置価格が高騰しています。日本の中古装置販売業者は、価格が前年比20%上昇していると主張しています。米国の対中制裁は古い装置には適用されないため、中国企業は自由に装置を利用できます。もう一つの要因は、新型コロナウイルス感染症のパンデミックによって引き起こされた在宅行動の増加です。世界的な半導体需要の増加に伴い、それほど最新ではない装置でさえも急速に売れています。その結果、自動車向け半導体の不足は続く可能性があります。

しかし、2020年8月、市場で最も有力なベンダーの一つである台湾の半導体製造会社（TSMC）であるASML Holding NVは、台南に最新鋭の研修施設を開設しました。この半導体メーカーのエンジニアは、オランダのTSMCのスタッフから極端紫外線（EUV）リソグラフィー装置の使用方法を学ぶことになります。この地域では、様々な業界からの需要の高まりを受け、生産量増加を目的としたファウンドリーへの投資が増加しています。

北米の市場動向

北米は、予測期間中に9.22%の年平均成長率（CAGR）で成長し、97億7000万米ドルの収益を生み出すと予想されています。すべての半導体セグメントは、米国の強力な能力と研究開発の優位性の恩恵を受けています。しかし、いくつかの重要なサブセクター、特にフォトリソグラフィー装置（中小企業の中で最も高価で複雑な形態）の企業が不足しています。このため、米国は半導体の製造、設計、研究において革新を遂げています。さらに、半導体パッケージングの革新においても世界をリードする米国は、19州に80のウェーハ製造施設を有しています。スマートフォン、タブレット、スマートホームデバイス、ウェアラブル端末といった民生用電子機器の技術開発が、小型集積回路の需要を牽引しています。その結果、リソグラフィー装置の需要が高まっています。

欧州における半導体シリコンウェーハの需要は、電気自動車、クリーンエネルギー、データセンターの拡大、5G、自動化製造など、いずれも電子部品を必要とする分野への需要増加により、増加すると予想されています。さらに近年では、新型電子機器、自動車、医療機器、スマートフォンに使用される最先端チップの需要も増加しています。クリーン輸送推進団体Transport & Transportの予測データによると、欧州連合（EU）における電気自動車の生産量は、2019年から2025年の間に6倍に増加すると予想されています。環境

さらに、T&Eによると、EU地域では2025年に400万台の電気自動車とバンが生産される見込みで、これは同地域で生産される自動車全体の約5分の1に相当します。様々な地域の企業が、市場での地位を維持・強化し、サプライチェーンを管理するために、欧州のベンダーを買収しています。さらに、多くの企業が戦略的提携を結び、エンドユーザー産業からの高まる需要に対応し、市場の競争激化に打ち勝つために、最先端の技術を搭載した最高の機器を提供しています。

ラテンアメリカ、中東、アフリカの発展途上国はすべて、世界のその他の地域に含まれます。国際的な企業がこの地域の市場の大部分を占めています。集積回路に使用されるシリコンウェーハの主な用途はスマートフォンです。メキシコ人の約75%が携帯電話を所有しているため、同国のスマートフォン市場は非常に競争が激しいです。これまで、企業はバッテリーを大量に消費する様々な新しいセンサーを追加してきました。メーカーは、短時間でデバイスを充電できるスマートフォン充電器の開発に取り組んでいます。メキシコにおける自動車製造施設の増加は、その産業セクターの発展によるものです。メキシコ中部では、日産、ホンダ、マツダの新たな工場が開設されました。これらの企業は電気自動車の生産に参入し、市場の拡大が期待されています。

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半導体リソグラフィー装置市場のトップ競合他社

1. Canon Inc.
2. Nikon Corporation
3. ASML Holding NV
4. Veeco Instruments Inc.
5. SÜSS MicroTec SE
6. Shanghai Micro Electronics Equipment (Group) Co. Ltd
7. EV Group (EVG)
8. JEOL Ltd
9. Onto Innovation (Rudolph Technologies Inc.)
10. Neutronix Quintel Inc (NXQ)

最近の開発状況

• 2022年9月～ キヤノン株式会社（以下、キヤノン）のプレスリリースによると、同社は半導体露光装置向けソリューションプラットフォーム「Lithography Plus1」の販売をまもなく開始します。このシステムは、キヤノンが50年以上培ってきた半導体露光装置サポートの経験に基づき、サポート効率を最大化し、最適なシステムプロセスの提案・実装を実現します。
• 2022年5月～ 半導体業界向け装置およびプロセスソリューションのリーディングプロバイダーであるSÜSS MicroTec SEは、子会社のSUSS MicroTec Lithography GmbHをSUSS MicroTec Photomask Equipment GmbH & Co. KGに合併しました。SUSS MicroTec Photomask Equipment GmbH & Co. KGは、SUSS MicroTec Solutions GmbH & Co. KGとなります。合併により株式会社KGとなりました。