半導体レーザー-市場シェア分析、産業動向・統計、2024~2029年成長予測
株式会社グローバルインフォメーション(所在地:神奈川県川崎市、代表者:樋口 荘祐、証券コード:東証スタンダード 4171)は、市場調査レポート「半導体レーザー-市場シェア分析、産業動向・統計、2024~2029年成長予測」(Mordor Intelligence)の販売を2月13日より開始しました。
半導体産業向けレーザー市場は、2024年に80億2,000万米ドル、2029年には114億米ドルになると予測され、予測期間中のCAGRは7.3%で成長する見込み。
主要ハイライト
レーザーは、半導体業界の厳しいニーズを満たす柔軟で発展的な加工を提供し、半導体メーカーに異なる材料から複雑な形態を高精度で切断する正確な方法を提供することから、半導体業界で大きな牽引力を獲得しています。半導体アプリケーション用にカスタム開発されたレーザーシステムは、さまざまな材料を正確かつ高速に切断することができます。
半導体市場は、活発な研究開発活動により、いくつかの技術革新を目の当たりにしています。例えば、2022年11月、フランスのLP3研究所の研究者は、半導体チップの3D空間内で局所的な材料加工を実現する直接レーザー書き込み技術を開発しました。研究者らは、半導体製造部門が抱える課題に徹底的に対処するには、主要な製造技術であるリソグラフィには大きな限界があると主張しています。このため、ウエハー表面下に構造を作製し、材料内部の空間全体を利用することが非常に望ましいとしています。International Journal of Extreme Manufacturing』誌において、研究者らは、新設計の直接レーザー描画技術により、このような機能を実証しました。
さらに、2022年6月、カリフォルニア大学バークレー校(電気工学・コンピューター科学科(EECS))のエンジニアは、光学分野におけるとらえどころのない目標、すなわち、サイズとパワーを拡大する能力を維持しながら、放射される光の単一モードを維持する能力を完成させる、新しいタイプの半導体レーザーを設計しました。これは、サイズがコヒーレンスを犠牲にする必要がないことを意味し、レーザーがより強力になり、多くの用途でより長い距離をカバーできるようになるという重要な成果です。
調査された市場は、様々な国の政府による数多くのイニシアチブのために需要の増加に気づいています。例えば、米国政府は半導体サプライチェーンのエコシステムで独立することを目指しています。このような目標を実現するため、米国政府はイニシアチブを取り始めています。例えば米国政府は最近、国内半導体製造への投資法を上院に提出しました。この法案では、半導体業界向けの政府補助金プログラムであるCHIPS for Americaの対象を拡大し、半導体の製造、試験、組立、研究開発に携わる企業だけでなく、半導体の製造に使用される材料や半導体製造装置に携わる企業にも資金援助を行う。必要不可欠な材料や装置を生産する企業にインセンティブを与えることで、本法案は全国の製造業者により多くの機会を創出し、国内の半導体製造を支えるサプライチェーンを強化することができます。
さらに2022年9月、バイデン政権は中国依存に対抗するため、国内半導体産業の育成に500億米ドルを投資すると発表しました。米国は国家安全保障に不可欠な世界の最先端チップのうち、生産量ゼロ、消費量25%を占めているからです。ジョー・バイデン大統領は2022年8月、中国に対する米国の競合強化の一環として、国内のハイテク製造業を後押しする2,800億米ドルのCHIPS法案に署名しました。この地域の半導体セクターへのこのような力強い投資は、研究市場の成長にとって有利な機会を生み出すと思われます。
しかし、その反面、レーザーの初期校正は非常に複雑な作業であり、アプリケーションに必要な高精度のチューニングを実現するには高度な専門知識が必要となります。また、レーザーのチューニング中には膨大な数のパラメーターを考慮しなければならず、わずかなオフセットがエラーにつながったり、様々な用途で致命的な影響を及ぼす可能性があります。レーザーの製造工程は非常に複雑で、そのため製造コストも大幅に上昇しています。波長切り替え時のレーザー性能のもう一つの重要な点は、デバイスの波長の安定性です。レーザーが希望の波長にチューニングされると、チャネルが最終的に安定する前にセトリング・ドリフトが現れます。このような要因が、研究対象市場の成長を妨げる可能性があります。
さらに、半導体製造はコストと時間のかかるプロセスであり、関係するすべての装置/プロセスにおいて熾烈な精度が要求されます。その結果、経済的に発展していない地域では産業の拡大が制限されます。半導体産業に不可欠なコンポーネントの一つであるレーザーもまた、調査された市場の成長を鈍らせる同様の課題に直面しています。
半導体レーザー市場動向
検査・計測セグメントが主要市場シェアを占める見込み
スマートフォンや家電、自動車などの用途は、高性能で低コストの半導体チップの必要性を高めています。ワイヤレス技術(5G)、人工知能など、技術の変遷がこれらの産業を後押ししています。また、モノのインターネット(IoT)機器の増加動向は、スマート製品実現のためのこの機器への投資を半導体業界を後押しすると予想されます。
さらに、デジタル化の進展や遠隔作業・運用の動向は、様々な新機能を可能にする高度な半導体デバイスへの要求に火をつけています。半導体デバイスへのニーズが一貫して強まる中、先進パッケージング技術は、今日のデジタル化された世界に必要なフォームファクターと処理能力を提供します。半導体産業協会(SIA)によると、2022年8月の世界半導体産業売上高は474億米ドルで、2021年8月の473億米ドルから0.1%の微増でした。このような半導体需要の拡大は、検査・計測機器の成長に有利な機会を提供すると予想されます。
さらに、半導体業界の生産能力開拓も新興国市場の成長を後押ししています。例えば、SEMI Equipment Market Data Subscription(EMDS)によると、半導体業界の足元はしっかりとアクセルを踏んでおり、生産能力拡大の努力も、成長促進要因を満たすために前工程と後工程の半導体装置産業の拡大を助けています。
2023年第1四半期の半導体製造装置の売上高は、前年同期比9%増の268億米ドルとなった。先端ロジックとファウンドリの生産能力拡大、DRAM投資の回復、堅調なNANDフラッシュ投資が装置市場の成長を牽引しました。計測と検査は半導体チップの製造に関わる重要なプロセスであるため、このような動向もレーザー市場に有利な展望を生み出しています。
さらにWSTSによると、2022年、半導体売上は世界で5,801億3,000万米ドルに達します。半導体は電子機器において極めて重要であり、この業界は競争が激しいです。2022年の前年比成長率は4.4%に達し、今後さらに成長すると予測されています。このような動向は、予測期間中、計測・検査装置と関連レーザーシステムの成長をサポートすると予測されています。
高い市場成長が期待されるアジア太平洋
アジア太平洋は、半導体産業の製造と消費の主要地域の一つです。Semiconductor Equipment and Materials International(SEMI)によると、中国の半導体装置支出額は2022年に282億7,000万米ドルを突破しました。さらに韓国では215億1,000万米ドル、台湾では268億2,000万米ドルが同期間に支出されました。レーザーは半導体装置に広く使用されているため、このような動向は市場の成長に有利です。
この地域はまた、半導体産業を後押しする政府による多くのイニシアチブを誇っています。例えば、中国政府の国家集積回路産業発展ガイドラインとメイド・イン・チャイナ2025イニシアチブは、国内の半導体産業の成長を強化し、他国への依存度を下げることを目的としています。
同様の動向は他国でも見られます。例えば、インドの電子情報技術省(MeitY)は最近、半導体・ディスプレイ製造エコシステム開発のための包括的なPLIスキームを承認しました。今後6年間で7,600億インドルピー(98億1,000万米ドル)相当の奨励金が交付される予定です。この地域のこのようなイニシアチブは、半導体産業のエコシステムの成長を促進し、レーザー市場にも機会を創出すると期待されています。
半導体は、自動車、スマートフォン、ロボット、その他多くのインテリジェント・デバイスなどの最新機器に統合されたエレクトロニクスの基幹材料であり続けています。小型化された堅牢なチップへの継続的なニーズによって、現在の半導体製造技術はますます大きな圧力に直面しています。アジア太平洋では、家電や自動車の採用が増加しており、調査対象市場の成長に有利な展望となっています。
日本は、半導体装置と材料の主要サプライヤーのひとつであり、調査市場においてユニークな位置を占めています。SEMIによると、日本は世界の半導体製造装置・材料売上の30%以上を占めています。したがって、日本は半導体産業で使用されるレーザーの注目すべき成長機会を保持すると予想されます。
近年、アジア太平洋では半導体のニーズが大きく伸びています。いくつかの国の著名な半導体顧客がサプライチェーンを強化するにつれて、半導体産業バリューチェーンへの投資はさらに加速しています。例えば、2022年7月、主に半導体リソグラフィに使用される光源メーカーのGigaphotonInc.は、日本に新棟を建設し、生産能力を2.5倍に増強すると発表しました。同社は新施設の建設に約50億円(3,620万米ドル)を投資し、2023年6月までに完成する予定です。このような投資は、半導体業界のレーザー市場拡大を後押しすると思われます。
半導体レーザー産業概要
半導体産業向けレーザー市場は、Lumentum Operations、Trumpf、SUSS MicroTec、Coherentなどの有力企業が存在する中程度の競争市場です。市場参入企業は、顧客の進化する要求に応えるために先進的な製品とプロセスの革新に努めています。
2023年3月-タワーセミコンダクターはQuintessent, Incと共同で、GaAs量子ドット(QD)レーザーとファウンドリシリコンフォトニクスプラットフォーム(PH18DB)の世界初の異種集積化を発表しました。このPH18DBプラットフォームは、データセンターと通信ネットワークの光トランシーバモジュールや、人工知能(AI)、機械学習、LiDAR、その他のセンサにおける新たな新興アプリケーションを対象としています。この新しいプラットフォームは、低損失導波路、光検出器、変調器を1つのシリコンチップ上にヘテロジニアスに集積したタワーの量産ベースPH18Mシリコンフォトニクスファウンドリー技術に基づいて作成されたGaAsベースの量子ドットレーザーと半導体光増幅器(SOA)を提供します。このプラットフォームにより、高密度フォトニック集積回路(PIC)が小型フォームファクタで高チャネル数を支援できます。
2023年1月-Coherent Corp.は、シングルチップで業界最高出力50Wを実現する次世代ポンプレーザーダイオードのイントロダクションを発表しました。切断、溶接、マーキング、積層造形などの材料加工用途へのファイバーレーザーの導入は加速しており、ワット当たりの出力コストを下げるキーコンポーネントの必要性が高まっています。この新しいレーザーダイオードの出力は50Wに達し、従来製品より40%高いため、少ないポンプレーザーダイオードで高出力産業用ファイバーレーザーの設計が可能になります。
その他の特典
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