薄型ウェーハ市場 サイズと展望 2025-2033

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薄型ウェーハ市場の牽引役

小型化技術への需要

スマートフォン、ウェアラブルデバイス、IoTデバイスなど、より小型でコンパクトな電子機器への需要の高まりは、薄型ウェーハ生産の大きな推進力となっています。より繊細なウェーハは、より小型で軽量な半導体部品の製造を可能にし、電子機器の小型化のトレンドに貢献しています。スマートフォン業界は、小型電子機器への需要の好例です。IDC Indiaによると、スマートフォンの出荷台数は2024年に5～8%増加し、1億4,800万台に達すると予測されています。消費者は常に、洗練された軽量で高度な機能を備えたスマートフォンを求めています。薄型ウェーハは、より小型で効率的な半導体部品の製造を可能にし、スマートフォンの小型化に貢献しています。

さらに、スマートウォッチやフィットネストラッカーなどのウェアラブルデバイスの台頭も、薄型ウェーハが性能を維持しながらコンパクトなフォームファクターを実現する上で重要な役割を果たす分野です。さらに、ウェアラブル市場は著しい成長を遂げています。IDCのWorldwide Quarterly Wearable Device Trackerによると、世界のウェアラブル市場は2021年までに3億9,600万台出荷されると予測されています。薄型ウェーハは、これらのウェアラブルデバイスに搭載される小型の半導体部品の製造に貢献しています。

同様に、モノのインターネット（IoT）には、スマート家電から産業用センサーまで、幅広いコネクテッドデバイスが含まれます。多くのIoTアプリケーションでは、小型でエネルギー効率が高く、低コストの半導体ソリューションが求められています。薄型ウェーハは、さまざまなIoTデバイスに適した小型チップの製造を可能にします。その結果、薄型ウェーハ市場のトレンドは、IoTデバイスの広範な展開に求められる、コンパクトで効率的な半導体部品の開発に貢献しています。

市場の制約

高い製造コスト

ウェーハの薄化には追加の工程と精度が必要となり、製造がより複雑で高価になります。特に小規模な半導体メーカーやコスト効率が極めて重要な業界にとって、高い製造コストは障壁となる可能性があります。ウェーハの薄化には、構造的な完全性を維持しながら所望の厚さを達成するための複雑な工程が必要です。化学機械研磨 (CMP) や研削プロセスなどの高度な技術によって、ウェーハは必要な仕様に合わせて薄くなります。これらの複雑な薄化プロセスの実装と維持は、全体的な製造コストを大幅に増加させます。例えば、標準的な4インチ、500μmのウェーハの製造コストは、数ドルから32.00ドルの範囲になります。 6インチウエハのコストは、10ドル未満の場合もあれば、100ドルを超える場合もあります。

米国半導体工業会（SIA）のレポートによると、世界の半導体業界は2020年に500億ドル以上を研究開発費として投資する見込みです。この巨額の投資は、業界が薄ウエハ製造関連技術の進歩に注力していることを示しています。さらに、国際半導体技術ロードマップ（ITRS）は、半導体製造における高い歩留まり率を達成するには、総製造コストの最大30%の追加投資が必要になる可能性があると推定しています。これには、品質管理対策や歩留まり向上のための先端技術への投資が含まれます。

市場機会

5G技術の拡大

5Gネットワ​​ークの展開には、高度な無線周波数（RF）コンポーネントが必要であり、RFフロントエンドモジュールの製造には薄ウエハが不可欠です。これらのモジュールは5Gデバイスに不可欠であり、高速データ伝送と低遅延通信を可能にします。5Gスマートフォンの需要増加は、RFフィルタの需要を牽引するでしょう。GSMAによると、カナダにおけるモバイル接続に占める5G普及率は、2021年の8%から2025年には49%に増加する見込みです。

さらに、フロントエンドモジュールは基地局や5Gスマートフォンなど、多くの無線アプリケーションにとって不可欠であるため、中国の国内半導体産業育成のための大規模設備投資プロジェクトは、第2期資金調達フェーズに入りました。このプロジェクトは5年間で、2,041億5,000万元（289億米ドル）の費用がかかります。5G技術の進化は、より小型で高性能なデバイスの開発を促進します。薄いウェーハは、スマートフォン、ルーター、IoTデバイスなどの5Gデバイスに必要なパワーアンプ、フィルタ、スイッチなどの半導体部品の小型化を可能にします。薄いウェーハの需要は、コンパクトで効率的な 5G 対応デバイスの開発という業界の目標と一致しています。

ウェーハサイズに関する考察

市場は、ウェーハサイズによってさらに125mm、200mm、300mmに細分化されています。 市場で最も一般的なウェーハサイズは300mmです。300mm（12インチ）ウェーハは、現在の半導体製造における業界標準です。より小さなウェーハサイズと比較して、生産効率とコスト効率が大幅に向上します。300mmウェーハは表面積が大きいため、ウェーハ1枚あたりの半導体デバイスの生産量が増加し、チップ1個あたりの製造コストが低下します。半導体業界では300mmウェーハサイズが広く採用されており、生産能力の向上と、高度なマイクロプロセッサ、メモリデバイス、その他の複雑な集積回路の開発を支援しています。300mmウェーハへの移行は、半導体製造全体の効率向上と最先端技術の開発促進に大きく貢献しています。

200mmウェーハサイズ（8インチ）は、数十年にわたり半導体製造における業界標準となっています。コスト効率と生産能力のバランスが取れています。半導体メーカーは、マイクロコントローラーやアナログデバイスなど、様々な集積回路の製造に200mmウェーハを頻繁に使用しています。ウェーハサイズが大きいほど生産のスケーラビリティが向上しますが、200mmサイズは特定の用途、特にこのサイズに最適化された装置を備えたファブでは依然として有用です。コスト効率とウェーハ1枚あたりの十分なチップ生産能力のバランスが取れています。

プロセスインサイト

プロセスに基づいて、市場は仮接合、剥離、キャリア/Taikoプロセスに分類されます。 仮接合と剥離は、薄ウェーハ製造におけるプロセスであり、薄化、研削、裏面処理などの様々な処理工程のために、薄ウェーハをキャリア基板に一時的に接合します。薄ウェーハはキャリア基板から分離され、これらの工程に続いて更なる処理や半導体デバイスへの統合に備えられます。仮接合は、薄化されたウェーハを次の製造工程で保護するのに役立ちます。先端半導体アプリケーションにおける薄型ウェーハの需要が高まるにつれ、仮接合および剥離プロセスの必要性が高まっています。この分野は、小型で高性能な電子機器を求める業界のニーズに応えています。

キャリアレスプロセス（Taikoプロセス）では、「ドナー」または「ハンドル」ウェーハと呼ばれる単一の厚いウェーハを使用し、その後、所望の厚さまで薄化します。仮接合および剥離とは異なり、別途キャリア基板は使用しません。代わりに、薄化されたウェーハを直接処理し、残りの厚い部分は後続の薄化プロセスに再利用されます。キャリアレス/Taikoプロセスは、特定の製造要件と要望を満たし、仮接合方法の代替手段となります。プロセスの簡便性と再利用の可能性が製造目標と一致するアプリケーションでは、薄型化が好まれる可能性があります。

アプリケーションインサイト

市場は、アプリケーション別にMEMS、CMOSイメージセンサー、メモリ、RFデバイス、LED、インターポーザー、ロジックに分類できます。 メモリが市場の成長に影響を与えました。スマートフォンメーカーがメモリセグメントを席巻し、薄型ウェーハ市場シェアの大部分を占めています。薄型ウェーハは、ダイナミックランダムアクセスメモリ（DRAM）やNANDフラッシュメモリなど、さまざまなメモリデバイスの製造に使用されています。薄型化プロセスは、メモリチップの全体的なサイズを縮小するのに役立ちます。メモリデバイスは、コンピューター、スマートフォン、タブレット、その他の電子機器に不可欠なコンポーネントです。薄型ウェーハ技術の進歩は、メモリチップの性能と容量を向上させます。

用途によっては、LEDセグメントが予測期間中に市場に影響を与えると予想されます。これは、LEDにおける薄型ウェーハの使用増加がメーカーの収益性向上に寄与するためです。LEDでは、薄型ウェーハを製造するために、幅広い電子機器や部品が一般的に使用されています。

テクノロジーインサイト

市場は、技術に基づいて、ウェーハ研削、ウェーハ研磨、ウェーハダイシングの3つに細分化されています。 市場で最も収益を上げているのはウェーハダイシングです。ウェーハダイシングは、半導体ウェーハを個々のチップまたはダイに分離するプロセスです。これは通常、ウェーハを薄型化し、機能的な半導体デバイスを製造するために加工した後に行われます。ダイシングとは、あらかじめ定義されたラインに沿って正確に切断し、個々のチップを分離することです。ウェーハダイシングは、個別半導体デバイス、集積回路、その他の電子部品の製造において重要な工程です。電子システムにパッケージングおよび統合できる最終形態の半導体チップを作成することが不可欠です。

ウェーハ研削は、半導体ウェーハの表面から材料を機械的に除去することで、その厚さを薄くする技術です。研磨粒子を含んだ研削ホイールがウェーハを研削し、徐々に厚さを減らして所望の仕様を満たします。ウェーハ研削は、特に超薄型半導体デバイスの製造において、特定の厚さ要件を満たすようにウェーハを薄くするための一般的な方法です。このプロセスは、厚さの精密な制御が求められるアプリケーションにとって非常に重要です。

地域分析

アジア太平洋地域は、世界の薄型ウェーハ市場において最大のシェアを占めており、予測期間中に6.2%の年平均成長率（CAGR）で成長すると予測されています。アジア太平洋地域は、中国と日本での優位な地位を確立しており、ウェアラブル端末やスマート家電といったハイエンドの消費者向け電子機器の普及拡大につながるでしょう。この地域は、重要な投資とビジネスチャンスの世界的なハブとなっています。さらに、アジア諸国における投資の増加と事業の継続的な拡大は、この地域の市場成長にとって新たな機会を生み出しています。サムスン電子は2023年3月、今後20年間で2,300億米ドルを投資し、韓国に5つの新しいメモリおよびファウンドリ工場を建設すると発表しました。この投資は、世界最大の半導体製造拠点と称されるソウル郊外の龍仁に巨大半導体ハブを建設するという、韓国政府の野心的な計画の一環です。 NANDフラッシュメモリおよび製造業界の拡大は、アジア太平洋地域における薄型ウェーハの需要増加に不可欠です。

さらに、経済状況の改善と家電製品の需要増加により、アジア太平洋地域の世界の半導体市場は大幅に成長すると予想されています。これらの要因は、アジア太平洋地域における薄型ウェーハの需要増加に貢献しています。さらに、日本は複数の大手メーカーとエレクトロニクス産業の本拠地であるため、半導体産業において重要な役割を果たしています。政府は、大手半導体メーカーの誘致の実現可能性を評価するための調査を開始すると予想されています。一方、日本に拠点を置く企業は、最も重要な半導体製造およびパッケージング材料の主要サプライヤーと見なされています。日本の為替レートと高い生産コストは、日本のサプライヤーの材料コストを上昇させ、ローエンドアプリケーションにおいて他のサプライヤーに機会をもたらします。

北米市場動向

北米は、予測期間中に6.3%のCAGR（年平均成長率）を示すと予想されています。 北米は市場の大きなシェアを占めています。国別では、米国がこの地域で最大のシェアを占めています。米国が世界の薄型ウェーハ市場で高い評価を得ている主な理由の一つは、その広範な民生用電子機器産業です。ヘルスケアや自動車といった他の重要なセクターも、薄型ウェーハに対する現地の需要に大きく貢献しています。米国には大手の薄型ウェーハメーカーが存在し、活発な研究開発活動がこの地域の市場成長を加速させています。薄型ウェーハ業界における米国の優位性を推進する他の要因としては、高性能電子機器への需要と小型化のニーズが挙げられます。

欧州市場動向

欧州は市場で大きなシェアを占めています。英国はイノベーションと研究開発に力を入れており、同国の薄型ウェーハ業界は拡大しています。薄型ウェーハ業界の主要企業数社が英国に拠点を設立し、業界の世界的な評価向上に貢献しています。こうしたトレンドの一つとして、高性能コンピューティング（HPC）と民生用電子機器の人気の高まりが挙げられます。

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薄型ウェーハ市場のトップ競合他社

1. GlobalWafers Co. Ltd
2. Shin-Etsu Chemical Co.
3. My-Chip Production GmbH
4. Brewer Science INC.
5. 3M Company
6. SK Siltron

最近の開発状況

• 2023年9月～ 信越化学は、GaNパワーデバイス向けQST基板事業を拡大しました。
• 2024年1月～ インフィニオンテクノロジーズとSK Siltron CSSは、シリコンカーバイド（SiC）の長期供給契約を締結しました。
• 2023年8月～ MEMS、ナノテクノロジー、半導体市場向けウェーハ接合およびリソグラフィー装置の大手サプライヤーであるEV Group（EVG）は、新たな開発を発表しました。高度なウェーハ・ツー・ウェーハ（W2W）およびダイ・ツー・ウェーハ（D2W）ハイブリッド接合、計測、ナノインプリント・リソグラフィー（NIL）ソリューションにより、3D/ヘテロジニアス統合および拡張現実（AR）導波管製造が可能になります。