薄ウェーハ市場 サイズと展望 2025-2033

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市場動向

世界市場の推進力

小型化技術の需要

スマートフォン、ウェアラブル、IoT デバイスなど、より小型でコンパクトな電子デバイスに対する需要の高まりが、薄ウェーハ生産の重要な推進力となっています。より繊細なウェーハにより、より小型で軽量の半導体コンポーネントの製造が可能になり、エレクトロニクスの小型化傾向に貢献します。スマートフォン業界は、小型エレクトロニクスの需要を示す好例です。 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 万台に達すると予想されています。消費者は常に、高度な機能を備えた洗練された軽量スマートフォンを求めています。ウェーハが薄くなることで、より小型で効率的な半導体コンポーネントの製造が可能になり、スマートフォンの小型化に貢献します。

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機器の台頭は、パフォーマンス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、薄型ウェーハが重要な役割を果たすもう 1 つの分野です。さらに、ウェアラブル市場は大幅な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想されています。薄いウェーハは、これらのウェアラブルに使用されるコンパクトな半導体コンポーネントの製造に貢献します。

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に至るまで、幅広い接続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、安価な半導体ソリューションが必要です。薄いウェーハにより、さまざまなIoTデバイスに適したコンパクトなチップの製造が可能になります。その結果、薄ウェーハ市場の傾向は、IoT デバイスの広範な展開に必要なコンパクトで効率的な半導体コンポーネントの開発に役立ちます。

世界の薄型ウェーハ市場の制約

製造コストが高い

ウェーハを薄くするには追加の手順と精度が必要となり、製造がより複雑になり、コストが高くなります。特に小規模な半導体メーカーや費用対効果が重要な業界では、高い製造コストが障壁となる可能性があります。ウェーハを薄層化するには、構造の完全性を維持しながら目的の厚さを達成するために複雑な手順が必要です。化学機械研磨(CMP) や研削プロセスなどの先進技術により、必要な仕様に合わせてウェーハを薄くします。これらの複雑な薄化プロセスの実装と維持により、全体の製造コストが大幅に増加します。たとえば、標準的な 4 インチ 500 um ウェーハの製造には、数ドルから 32.00 ドルの範囲がかかります。 6 インチのウェーハの価格は 10.00 米ドル未満の場合もあれば、100.00 米ドルを超える場合もあります。

半導体工業会 (SIA) の報告書によると、世界の半導体業界は 2020 年に研究開発に 500 億ドル以上を投資する予定です。この多額の投資は、薄ウェーハ製造に関連する技術の進歩に対する業界の取り組みを示しています。さらに、国際半導体技術ロードマップ (ITRS) は、半導体製造で高い歩留まりを達成するには、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、歩留まりを高めるための品質管理対策や先進技術への支出が含まれます。

世界市場の機会

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いウェーハが不可欠です。これらのモジュールは 5G デバイスに不可欠であり、高速データ送信と低遅延通信を可能にします。 5G スマートフォンの需要の高まりにより、RF フィルターの需要も高まるでしょう。 GSMA によると、カナダのモバイル接続に占める 5G の導入率は、2021 年の 8% から 2025 年までに 49% に増加すると予想されています。

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の多くの無線アプリケーションにとって重要であるため、国内半導体産業を育成するための中国の巨額設備投資プロジェクトは第2資金調達フェーズに入った。このプロジェクトは 5 年間続き、費用は 2,041 億 5,000 万元 (289 億米ドル) かかります。 5G テクノロジーの進化により、より小型で強力なデバイスの開発が推進されています。薄いウェーハにより、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、フィルター、スイッチなどの半導体コンポーネントの小型化が可能になります。薄いウェーハに対する需要は、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。

分析

世界の薄ウェーハ市場は、ウェーハサイズ、プロセス、アプリケーション、テクノロジー、地域に基づいて分割されています。

市場はウェーハサイズによってさらに 125mm、200mm、300mm に分類されます。

300mm は市場で最も一般的なウェーハ サイズです。

300mm または 12 インチのウェーハは、半導体製造の現在の業界標準です。より小さなウェーハサイズに比べて、生産効率と費用対効果が大幅に向上します。 300mm ウェーハの表面積が大きくなったことで、ウェーハあたりにより多くの半導体デバイスを生産できるようになり、チップあたりの製造コストが削減されました。半導体業界では 300mm のウェーハ サイズが広く採用されており、生産能力の向上が可能となり、高度なマイクロプロセッサ、メモリ デバイス、およびその他の複雑な集積回路の開発がサポートされています。 300mm ウェーハへの移行は、全体的な半導体製造効率を向上させ、最先端技術の開発を促進する上で重要です。

200mm のウェハ サイズ、8 インチ ウェハは、数十年にわたって半導体製造の業界標準でした。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 デバイスなどのさまざまな集積回路を製造するために 200 mm ウェハーを頻繁に使用します。ウェーハ サイズが大きくなると生産の拡張性が向上しますが、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工場では依然として有用です。費用対効果とウェーハあたり十分なチップを生産する能力のバランスが取れています。

プロセスに基づいて、市場は仮接着、剥離、キャリア/タイコプロセスに分割されます。

仮接着と剥離が主要な市場シェアを占めています。

一時的な接着と剥離は、薄化、研削、裏面処理などのさまざまな処理ステップのために、薄いウェーハをキャリア基板に一時的に接着することを含む、薄いウェーハの製造プロセスです。薄いウェーハはキャリア基板から分離され、これらのステップに続いてさらなる処理または半導体デバイスへの統合のために準備されます。一時的な接着は、次の製造ステップ中に薄くなったウェーハを保護するのに役立ちます。先進的な半導体アプリケーションにおける薄いウェーハの需要の高まりに伴い、一時的な接着および剥離プロセスの必要性が高まっています。このセグメントは、小型で高性能の電子機器を求める業界のニーズに対応します。

キャリアレス・太鼓処理

キャリアレスまたはタイコプロセスでは、「ドナー」または「ハンドル」ウェーハとして知られる 1 枚の厚いウェーハを使用し、その後、必要な厚さに薄化します。一時的な接着や剥離とは異なり、別個のキャリア基板はありません。代わりに、薄化されたウェーハは直接処理され、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/タイコプロセスは、特定の製造要件と好みを満たし、一時的な接着方法に代わる方法を提供します。プロセスの単純さ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好まれる場合があります。

市場はアプリケーションによって 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、ロジックに二分化されます。

メモリは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はメモリ分野を独占し、薄ウェーハ市場シェアのほとんどを占めています。薄いウェーハは、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ます。薄型化プロセスは、メモリ チップ全体の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、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。薄ウェーハ技術の進歩により、メモリチップの性能と容量が向上しました。

アプリケーションに応じて、LEDセグメントは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 での薄いウェーハの使用が増加しているためであり、これによりメーカーの収益性が向上します。 LED では、薄いウェーハを作成するために、さまざまな電子デバイスやコンポーネントが一般的に使用されています。

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にサブセグメント化されています。

ウェーハダイシングは市場で最も多くの収益を生み出します。

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、機能する半導体デバイスを製造するためにウェーハを薄くして処理した後に行われます。ダイシングとは、事前に定義されたラインに沿って正確に切断して、個々のチップを分離することです。ウェーハのダイシングは、個別の半導体デバイス、集積回路、その他の電子部品を製造する際の重要なステップです。パッケージ化して電子システムに統合できる半導体チップの最終形態を作成することが必要です。

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により、半導体ウェーハの厚さを減らす技術です。砥粒を含む砥石車がウェーハを研削し、要求される仕様を満たすためにウェーハの厚さを徐々に減らします。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、特定の厚さの要件を満たすため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、厚さの正確な制御が必要なアプリケーションにとって重要です。

地域分析

アジア太平洋地域が世界市場を支配

世界の薄ウェーハ市場分析は、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、中東、アフリカ、ラテンアメリカで実施されています。

アジア太平洋地域は世界の薄ウェーハ市場で最も重要な株主であり、予測期間中に 6.2% の CAGR で成長すると推定されています。中国と日本におけるアジア太平洋地域の支配的な地位は、ウェアラブルやスマート家電などのハイエンド家電の採用増加につながるだろう。この地域は、重要な投資とビジネスチャンスの世界的な拠点となっています。さらに、アジア諸国での投資件数の増加と継続的な事業拡大は、この地域の市場成長のための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て、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た。この投資は、世界で最も広範なチップ製造基地と呼ば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ある。 NAND フラッシュ メモリおよび製造業界のこの拡大は、アジア太平洋地域における薄型ウェーハの需要の増加にとって極めて重要です。

さらに、世界の半導体市場は、経済状況の改善と家庭用電化製品の需要の増加により、アジア太平洋地域で大幅に成長すると予想されています。これらの要因は、APAC の薄型ウェーハ需要のプラスの成長に貢献しています。さらに、日本は複数の大手メーカーや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国内進出の可能性を評価するための調査を開始するとみられている。一方、日本に拠点を置く組織は、最も重要な半導体製造およびパッケージング材料の重要なサプライヤーとみなされています。日本の為替レートと高い生産コストにより、日本のサプライヤーの材料コストが上昇し、ローエンド用途で他のサプライヤーに機会を与えています。

北米は、予測期間中に 6.3% の CAGR を示すと予想されます。北米が市場のかなりの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 1 つは、その広範な家電産業です。ヘルスケアや自動車などの他の重要な分野も、薄いウェーハに対する現地の需要に大きく貢献しています。国内の大手軽量ウェーハメーカーの存在と強力な研究開発の取り組みにより、この地域の市場成長が加速しています。薄ウェーハ産業における米国の優位性を推進する他の要因には、高性能エレクトロニクスの需要と小型化の必要性が含まれます。

ヨーロッパは市場でかなりの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重点を置いているため、国内の薄ウェーハ産業が拡大しています。薄ウェーハ業界の主要企業数社が英国で事業を確立しており、業界の世界的な評価に大きく貢献しています。これらの傾向の 1 つは、ハイ パフォーマンス コンピューティング (HPC) と家庭用電化製品の人気の高まりです。

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薄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、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。