シリコン・オン・インシュレータ市場 サイズと展望 2025-2033

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シリコン・オン・インシュレータ市場の成長要因

民生用電子機器におけるSOIウェーハの活用

タブレット、スマートフォン、ウェアラブル技術、電気自動車などの民生用電子機器には、すべてシリコン・オン・インシュレータ（SoI）が使用されています。バルクシリコンから分離されているため、電子機器内で寄生容量を低減し、同等の性能における消費電力を削減するために活用されています。機器内部の寄生容量を低減し、全体的な機能を向上させるため、シリコン・オン・インシュレータ（SoI）技術は、多層シリコン絶縁基板上にシリコン半導体製品を製造します。COVID-19パンデミックの影響により、IT、ヘルスケア、教育分野における電子機器の使用が近年増加しており、SoI市場にビジネスチャンスをもたらしています。その結果、これらの製品の需要増加が世界的なSoI市場の拡大を牽引しています。

Soiのメリット

SoIは、従来の技術を凌駕する信頼性、速度、堅牢性を備えており、低電圧動作による動作性能の向上が期待できます。高性能回路設計では、絶縁体上シリコン（SOI）が重視されています。Advanced Micro Devices、IBM、Intel Corporationなど、多くの大手チップメーカーがSoI技術の商用化に関心を示しています。さらに、様々なモバイル機器やポータブル機器の消費電力削減へのニーズから、民生用電子機器分野におけるSoIデバイスの需要が高まっています。チップ製造技術のわずかな見直しにより、多くのメーカーがバルクシリコン技術からSoIベースのデバイスへと移行しています。この特徴は、市場の成長を加速させます。

市場の制約

Soiベースデバイスにおける自己発熱効果

Soiベースデバイスでは、能動的な薄いシリコン基板が、優れた断熱材であるシリコン酸化物上に配置されています。これらのデバイスの動作中、この能動的な薄い基板で消費される電力は効率的に分散されず、基板の温度上昇を引き起こします。この能動的な薄い基板の温度上昇は、Soiベースデバイスの電流と移動度を低下させ、性能を低下させたり、損なったりする可能性があります。そのため、Soiベースデバイスにおける自己発熱効果は、Soi市場の成長を阻害する要因となっています。

市場機会

IoTデバイスおよびアプリケーションにおけるSoi技術の利用増加

急成長を遂げるIoTアプリケーションでは、高いエネルギー効率と超低消費電力動作が必須条件となっています。一般的なIoTデバイスは、ネットワークを介して接続された無線センサーノード（WSN）に他なりません。これらのノードは空間的に分散しており、ネットワークを介してデータを転送することで周囲の状況を分析します。ほとんどのIoTアプリケーションでは、これらのノードは自律的に動作する必要があるため、汎用性とエネルギー管理が重要な課題となります。このような超低消費電力IoTアプリケーションでは、超低消費電力、超低リーク電流、超低電圧、そしてコスト効率の高い技術が求められます。そのため、FD-SoI技術は、低リーク電流と高性能を柔軟に両立できる非常に効果的なソリューションです。また、FD-SoIはプレーナー技術であるため、3D FinFET技術と比較して低コストです。こうした特徴は、市場に大きな可能性をもたらします。

ウェーハサイズに関する考察

世界市場は、200MMウェーハと300MMウェーハに区分されています。300MM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15.4%のCAGRで成長すると予測されています。CMOSアプリケーションセグメントからの300MM SoIウェーハの需要増加が市場の成長を牽引しています。市場の最新トレンドは、データ転送速度を向上させるために光通信システムで300MM SoIウェーハが使用されていることです。アジア太平洋地域はSoI市場で最も急速に成長する地域になると予想されており、市場に多くの機会が生まれる可能性があります。

200MMは2番目に大きなセグメントです。自動車セグメント向けのRFおよびスマートパワーからの200MM SoIウェーハの需要の高さが、世界のSoI市場を牽引しています。最新のトレンドとして、特殊メモリ、イメージセンサー、ディスプレイドライバ、マイクロコントローラ、アナログ製品、MEMSベースデバイスなど、様々な種類のICの製造に200MMウェーハが使用されています。新興国におけるスマートフォンや民生用電子機器の需要の高まりは、SoI市場に大きなビジネスチャンスをもたらすと予想されています。

ウェーハタイプに関する考察

世界市場は、RF-SoI、FD-SoI、PD-SoI、その他に分類されています。FD-SoI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14.8%のCAGRで成長すると予測されています。FD-SoI技術は、バルクシリコン技術と比較して、速度向上、消費電力削減、製造プロセスの簡素化を実現しており、これが市場成長の重要な原動力となっています。自動車、IoT、その他のアプリケーションにおけるFD-SoIの採用は、市場の最新トレンドです。最終用途においては、FD-SoI技術の固有の耐放射線性により、自動車分野が新たな応用分野として注目されており、市場の成長にさらに貢献しています。

RF-SoIセグメントは最も急速に成長しています。携帯電話におけるRFフロントエンドモジュールの採用が、世界市場におけるRF-SoIの発展につながっています。RFコンポーネントは、送受信機能を担うRFフロントエンドモジュールに統合されています。最新のトレンドとしては、第1世代5Gサブ6GHz技術にRF-SoIが採用されています。また、急速に成長している通信分野も、世界市場に様々なビジネスチャンスを生み出すと予想されています。

テクノロジーインサイト

世界市場は、BESoI、SiMOX、Smart Cut、ELTRAN、SoSに分類されています。Smart Cutセグメントは市場への貢献度が最も高く、予測期間中に15.4%のCAGRで成長すると予測されています。スマートカット技術の様々な特徴、例えば転写層に欠陥なく設計可能な層、ウェーハ接合、再利用可能なドナー基板などが、世界的な市場を牽引しています。5G、狭帯域通信、LiFiにおけるスマートカット技術の活用は、市場の最新トレンドです。画像センシング、MEMS圧力センサーなどの急成長分野は、世界のスマートカットSoI技術市場に機会を生み出すと期待されています。

BESoIセグメントは2番目に大きいセグメントです。SoI層と絶縁体（BESOI）間の熱Si/SiO2界面により、広く利用されており、市場の成長にもつながっています。さらに、アナログおよびデジタルCMOSアプリケーションにおけるBESOI技術の活用も、最新の市場トレンドとなっています。 パワーエレクトロニクスセクターは、BESOI市場に大きなビジネスチャンスをもたらす可能性が高いでしょう。最近導入された、厚さ75～100mmの超薄型ボンド・エッチバック方式のシリコン・オン・インシュレータ（BESOI）は、CMOSおよびBiCMOS技術の両方において性能向上の可能性を秘めています。

製品インサイト

世界市場は、光通信、画像センシング、MEMS、電力、RF FEMに分類されています。RF FEM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16.3%のCAGRで成長すると予測されています。世界的な携帯電話普及台数の増加は、RF FEM市場を牽引しています。さらに、アンテナ素子におけるRF FEMの活用は、最新の市場トレンドとなっています。さらに、通信分野の成長は、RF FEM SoI市場に大きなビジネスチャンスをもたらすと期待されています。

電力分野は2番目に大きな市場です。小型化、高効率化、低コスト化といった電力SoI製品の利点が、世界市場の成長を牽引しています。最新の市場トレンドは、電力変換段、セキュリティ機能（温度制御または過負荷制御）、リモート管理、その他のアナログおよびデジタル機能をワンチップに統合するスマートパワー技術です。2019年2月、Soitecと中国のSoIウェーハリーダーであるSimguiは、パートナーシップを強化し、中国におけるSoIウェーハの生産能力を増強し、将来の成長を確保すると発表しました。両社は、自動車および民生用電子機器分野における電力SoIの世界的成長市場に、より適切に対応できるよう、製造およびライセンス関係を再構築しました。

アプリケーションインサイト

世界市場は、データ通信および通信、自動車、民生用電子機器、産業機器、フォトニクスなど、幅広い分野にまたがっています。民生用電子機器セグメントは市場への貢献度が最も高く、予測期間中に14.1%のCAGRで成長すると予測されています。SoIコンポーネントは、RF-SoIやFD-SoIなどのSoIウェーハに広く採用されており、スマートフォン、タブレット、ノートパソコンなどの民生用電子機器に不可欠なコンポーネントです。民生用電子機器市場の急成長に伴い、SoIウェーハの採用は近い将来増加すると予想されています。

車載用セグメントは2番目に大きいセグメントです。このセグメントは、自動セットアップと強化されたユーザーエクスペリエンスを備えています。SoIの潜在的なメリットとしては、高電圧デバイスと低電圧デバイスを1つのチップに統合すること、スペースとコストの節約、設計とモデルの簡素化、性能向上などが挙げられ、これにより開発コストの削減と市場投入までの時間の短縮が期待されます。自動車の自動化に対する需要の増加、電気自動車の需要の急増、汚染を抑制するための自動車業界における激しい競争、自動運転車のトレンドの増加は、世界中の自動車業界における SoI ウェーハの需要を促進する主な要因の一部です。

地域分析

アジア太平洋地域は最大のシェアを占めており、予測期間中に15%のCAGRで成長すると予測されています。この地域の新興国におけるウェーハメーカーやファウンドリ企業による投資の増加は、シリコン・オン・インシュレータ（SOI）市場の成長につながっています。高いスイッチング電力や高速SoIトランジスタの利用可能性などの利点から、SOI技術は近年、民生用電子機器への採用が進んでいます。小売業界全体における人的介入を回避するための自動化ソリューションの導入や、IoTデバイスおよびアプリケーションにおけるSOI技術の採用拡大は、市場機会を生み出しています。したがって、アジア太平洋地域はSOI市場の成長にとって大きな可能性を秘めています。

北米の市場分析

北米は2番目に大きな地域であり、2030年までに13億1,000万米ドルに達し、CAGR14%で成長すると予測されています。北米では、主に民生用電子機器および半導体産業の拡大を背景に、シリコン・オン・インシュレータ（SOI）の需要が増加すると予測されています。北米地域では、顧客の環境意識の高まりと政府の政策により、電気自動車に搭載される自動車市場において、SoIウェーハの需要が急増しています。さらに、IoTデバイスやアプリケーションにおけるSoI技術の活用は、最新の市場トレンドとなっています。バーチャルリアリティ（VR）や自動運転車といった最新技術は、SoI市場に大きなビジネスチャンスを生み出しています。

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シリコン・オン・インシュレータ市場のトップ競合他社

1. GlobalWafers
2. SUMCO CORPORATION
3. Shin-Etsu Chemical Co.Ltd.
4. STMicroelectronics
5. NXP Semiconductors
6. MagnaChip Semiconductor Corp
7. Soitec SA
8. Simgui
9. Tower Semiconductor Ltd. (ToweJazz)
10. Murata Manufacturing Co. Ltd.

最近の開発状況

• 2022年6月 - NXP Semiconductors NVは、安全で高性能なリアルタイム処理を実現することで、NXPの革新的なS32車載プラットフォームの利点をさらに拡張する2つの新しいプロセッサフ​​ァミリを発表しました。 S32ZおよびS32Eプロセッサフ​​ァミリは、次世代のより安全で燃費効率の高い自動車に不可欠な、ドメインおよびゾーン制御、安全処理、車両の電動化といった多様なリアルタイムアプリケーションの統合を加速することで、自動車業界を支援します。
• 2022年3月 - NXP® Semiconductorsは、世界最大級のODMメーカーであるCompal Electronicsが、同社の新しい5G統合スモールセル（ISC）ソリューションにNXPのLayerscape®およびLayerscape Accessファミリのプロセッサを採用したことを発表しました。5Gネットワ​​ークの密度を高めるために設計されたこの新しいソリューションは、4アンテナ構成に基づく高性能機能を提供し、スマートシティやスマートファクトリー、屋内5Gカバレッジの強化、パブリックネットワークとプライベートネットワークをまたぐ低遅延アプリケーションなど、新たな5Gユースケースを実現します。