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半導体後工程装置の世界市場 - 成長、トレンド、COVID-19の影響、予測(2022年 - 2027年)


Global Semiconductor Back-End Equipment Market - Growth, Trends, COVID-19 Impact, and Forecasts (2022 - 2027)

バックエンド半導体装置市場は、2022年から2027年までの予測期間において、年平均成長率7.8%を記録すると予測されています。 主なハイライト 半導体製造は、フロントエンドとバックエンドの2つの工程で構成... もっと見る

 

 

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Mordor Intelligence
モードーインテリジェンス
2022年6月1日 US$4,750
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サマリー

バックエンド半導体装置市場は、2022年から2027年までの予測期間において、年平均成長率7.8%を記録すると予測されています。

主なハイライト
半導体製造は、フロントエンドとバックエンドの2つの工程で構成される。半導体製造において、ウェーハ上に回路が定義された後の工程は、後工程と呼ばれています。この工程は、半導体チップの機能性、信頼性、性能、耐久性を確保するためのいくつかのステップで構成されています。各工程では、非常に微細なレベルでの解析や機能を実現するために、特定の装置群が必要とされます。そこで、半導体ファウンドリーや製造装置に提供される製品やサービスを通じて、こうした装置のニーズに応えています。
まず、ウェーハの信頼性を確保するために、光学検査や電子ビーム検査などの方法で、異常や欠陥がないかどうかを検査します。その後、回路の動作や信号の応答性を検査するウエハテストとダイシングを行い、ウエハを個々のダイに切り分けます(ウエハ1枚をダイと呼びます)。ダイシングには、機械的な鋸切断とレーザー切断がある。これらの工程は、35mmから0.1mmまでの厚さのチップに対して実施されます。専用設備により、最先端の精度で加工される。
個々の金型はデリケートなため、後工程で扱いやすくするために、金型を基板に接着させる。ダイボンドに続いて、各ダイを対応する導電パッチに接着して導通させるワイヤーボンドの内部動作が行われる。この工程では、金のワイヤーとレイヤーを使用するのが最適であることが知られており、金属の高貴さがチップの長寿命化に寄与している。その他、アルミニウムや銀などの金属も使用されます。この金属パッチは、ICチップから現れる導電性の足やポートに接続され、さらに使用される。
メーカーは、後工程の装置を含む半導体製造装置(SME)の製造に必要な半導体の強化に力を注いでいる。このSMEが既存または新規の半導体製造装置に加える生産性を見積もるために、SE Multiplier Effectのような現象が考慮される。例えば、SMEによると、通常のFPGA(Field Programmable Gate Array)を製造するには、80個のFPGAが必要である。しかし、SMEの倍率を約4,000倍とすると、テスターは年間約32万個のFPGAをテストすることになります。
COVID-19は、自動車製造、産業用ロボット、および要求から、PC、ラップトップ、およびその他のコンピューティングデバイスなどの家庭からの仕事、および仮想学習の必需品、家電に焦点を移し、それぞれの業界によって半導体の種類の必要性を移動させた。SIAによると、この需要の急増は、2020年まで市場を牽引し、2021年には強化されると推定された。ロックダウンの間、半導体加工のための熟練した人材と原材料の輸送の不足は、サプライチェーンを遅らせました。パンデミック後の世界は、様々な産業で世界的なチップ不足からまだ回復していません。


主な市場動向

OSATの高い需要が市場を牽引


ほぼすべての産業で半導体の世界的な需要が増加しているため、半導体産業の拡大が必要となっています。新興ブランドは、ODM(Original Design Manufacturers)やOSAT(Outsourced Semiconductor Assembly and Test)サービスプロバイダの専門知識と最先端の設備を使って、製品開発と製造の需要に対応しています。FoxconnやTaiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC)などの企業が、これらのサービスを提供しています。
高い設立費用と常に進化する技術トレンドが、新しいブランドがOSATへの依存を避けるために製造部門を設立する妨げとなっている。逆に、OSATは半導体や電子デバイスの前工程と後工程の最新設備を備えた製造装置を維持することに特化している。そのため、企業はOSATに製品を発注し、製造はアウトソーシングしている。
半導体産業協会(SIA)によると、半導体製品の生産量は、今後125の生産ライン/施設を含め、全世界で約1425の施設で生産される予定です。新しいファウンドリや製造装置の導入や定期的な更新は、後工程の装置やその他の中小企業に対する大きな需要を生み出します。企業や政府は主に自社生産に注力しています。
世界各国の政府は、海外ベンダーへの依存から半導体の内製化に力を入れようとしており、有力メーカーから直接投資プログラムを募り、有利な規制を設けている。例えば、2022年2月、インドはFoxconn、ISMC、シンガポールのIGSSベンチャーとVedantaなどの企業から200億米ドル相当の投資を発表しました。これらの企業は、インドに半導体製造装置やディスプレイ工場を設立することを目的としています。世界的なチップ不足により、ファウンドリの数が増え、後工程の設備に余裕が生まれる。


アジア太平洋地域が最速の成長を見せる


アジア太平洋地域は、世界最大級の半導体メーカーの本拠地です。SIAによると、世界の半導体製造能力の75%は、台湾、中国、韓国、日本を含む東アジアに位置しています。国際的なチップ不足が続いているため、アジア太平洋地域の他のさまざまな国々が新しいファンドリーユニットの設立を計画し、後工程の装置の需要を引きつけています。SIAによると、マレーシア、フィリピン、シンガポール、ベトナムといった東南アジアの国々が、新しい製造装置を立ち上げています。
台湾は半導体製造の有力企業として台頭しており、後工程の装置を含む中小企業の需要を最大限に引き出している。SIAによると、台湾(92%)と韓国(8%)は、世界の最先端(厚さ10nm以下)の半導体製造能力の100%を占めています。台湾政府は、有利な規制を通じて、台湾積体電路製造公司(TSMC)などの地元大手を支援しています。同国は、生産能力を拡大するために海外パートナーに投資している。例えば、2022年1月、台湾はリトアニアに2億米ドルを投資し、両国の半導体、レーザー、バイオテクノロジーなど戦略的に重要な産業を支援すると発表した。
アジア太平洋諸国におけるファブ装置支出は、2022年に増加すると予想されている。SIAによると、台湾、韓国、中国などの国々は、約785億ドルの投資を報告する見込みであり、半導体分野の驚異的な成長を占めている。これらの国々は、様々な産業におけるグローバルな需要に対応するための拠点であり、最新技術とその進化に焦点を当て続けています。
COVID-19パンデミック時の国際移動の制限により、特定のエンドユーザーに対するリードタイムは数日から数ヶ月、数年にまで増加しました。半導体産業は、事業を継続するために「必須」と称された。政府のこのような支援策は、OSATの間で高い要求に対して公平に、需要とともに成長する業界の回復と歩留まりに役立っている。


競合他社の状況

半導体後工程装置市場は非常に競争が激しい。様々なサービスプロバイダーが、増え続ける半導体の需要に対応するために、後工程の装置に対する定期的な需要を生み出している。このような需要や注文は、セットアップや研究開発コストが高いため、老舗ブランドの専門知識で対応するのがベストである。しかし、政府の規制や企業間の提携による生産増強の支援は、この業界では標準的なものである。


2021 年 8 月 - Applied Materials はパネルサイズの基板を実現し、2.5D および 3D パッケージ設計を活用してより多くの部品を詰め込むというチップメーカーの需要の増加を促進する。同社は最近Tango Systemsを買収し、500mm×500mm以上のパネルサイズ基板を実現しました。これらのパネルは、ウェーハサイズに比べ、より多くのパッケージを搭載することができます。パネルサイズの大型化は、電力、性能、面積の向上につながり、コスト面でのメリットもあります。同社は、顧客がこれらの大型パネルサイズを採用する際に、成膜、SEMレビュー、eBeamテスト、計測、欠陥分析用の集束イオンビームなどの大面積材料工学技術へのアクセスを、ディスプレイグループから顧客に提供しています。
2021年7月 KLA株式会社は、車載用チップ製造工程向けのチップテストソリューションの新シリーズを発表した。高生産性パターン付きウェハ検査装置の新製品8935、非パターン付きウェハ検査装置Surfscan SP A2/A3、広帯域プラズマパターン付きウェハ検査装置C205、インライン欠陥部平均検査スクリーニングソリューションI-PATでデビューした。これらのソリューションは、電動化が進む自動車産業に、求められる精度、堅牢性、信頼性を付加します。


その他のメリット

市場推定(ME)シート(Excel形式
3ヶ月間のアナリストサポート

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目次

1 INTRODUCTION
1.1 Study Deliverables
1.2 Study Assumptions
1.3 Scope of the Study

2 RESEARCH METHODOLOGY

3 EXECUTIVE SUMMARY

4 MARKET DYNAMICS
4.1 Market Overview
4.2 Market Drivers
4.2.1 Increasing Demand for Semiconductors in Electric and Hybrid Vehicles
4.2.2 Demand for Setting Up New Foundries (International Chip Shortage)
4.3 Market Restraints
4.3.1 High Setup Costs
4.3.2 Constant Evolution of Products Influencing Demand
4.4 Value Chain / Supply Chain Analysis
4.5 Industry Attractiveness - Porters Five Force Analysis
4.5.1 Threat of New Entrants
4.5.2 Bargaining Power of Buyers/Consumers
4.5.3 Bargaining Power of Suppliers
4.5.4 Threat of Substitute Products
4.5.5 Intensity of Competitive Rivalry

5 MARKET SEGMENTATION
5.1 Segmentation - By Type
5.1.1 Wafer Testing
5.1.2 Dicing
5.1.3 Bonding
5.1.4 Metrology
5.1.5 Assembly and Packaging
5.2 Segmentation - By Geography
5.2.1 North America
5.2.2 Europe
5.2.3 Asia Pacific
5.2.3.1 China
5.2.3.2 Taiwan
5.2.3.3 South Korea
5.2.3.4 Japan
5.2.3.5 Rest of Asia Pacific

6 COMPETITIVE LANDSCAPE
6.1 Company Profiles
6.1.1 ASML Holding
6.1.2 Applied Materials
6.1.3 Lam Research
6.1.4 Tokyo Electron Limited
6.1.5 KLA Corporation
6.1.6 Advantest Corporation
6.1.7 Onto Innovation Inc.
6.1.8 SCREEN Holdings Co. Ltd
6.1.9 Teradyne Inc
6.1.10 Toshiba Corporation

7 MARKET OPPORTUNITIES AND FUTURE TRENDS

 

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Summary

The Backend Semiconductor Equipment Market is estimated to register a CAGR of 7.8% during the forecast period from 2022 to 2027.

Key Highlights
Semiconductor manufacturing comprises two processes, front-end, and back-end. The process that follows in semiconductor manufacturing once the circuit is defined on the wafer is known as back-end processing. The processes comprise several steps to ensure the semiconductor chips’ functionality, reliability, performance, and durability. Each process requires a specific set of equipment for performing analysis and function at very minute levels. Hence, companies cater to the need for such equipment through their products and services provided to semiconductor foundries and manufacturing units.
Firstly, the wafer is inspected for any irregularities or defects through optical inspection and Electron-beam inspection methods to avoid reliability concerns later. This is followed by the wafer test and dicing, which tests the circuit’s working and signal responses, then slicing the wafer into individual dices (each wafer piece is known as a die). The dicing could be carried out with mechanical sawing and laser cutting. These processes are carried out for the die pieces ranging in 35 mm to 0.1 mm thickness spectrum. Specialized equipment ensures cutting-edge precision in the process.
The die is bonded to a substrate for better handling in later stages, as an individual die is too delicate for the following process. The die bond is followed by the internal operation of a wire bond that bonds each die to corresponding conducting patches for conduction. It is known to be best done using gold wires and layers, with the metal’s nobility contributing to the long life of the chip. Other metal alternatives like aluminum and silver are used too. The metal patches are then connected to the conducting legs or ports that appear out from an IC chip for further use.
The manufacturers are focusing on strengthening the semiconductor required for manufacturing the semiconductor manufacturing equipment (SME), including back-end equipment. Phenomena like SE Multiplier Effect are considered to estimate the productivity these SMEs add to the existing or new semiconductor manufacturing units. For instance, according to SME, a regular FPGA (Field Programmable Gate Array) requires 80 FPGAs to be manufactured. However, registering an SME multiplier of ~4,000x, the tester test around 3,20,000 FPGAs per year.
COVID-19 shifted the focus on consumer electronics, work from home, and virtual learning essentials like PCs, laptops, and other computing devices, away from automotive manufacturing, industrial robotics, and demands, moving the need for the type of semiconductors by the respective industries. According to the SIA, this surge in demand drove the market through 2020 and was estimated to strengthen in 2021. During the lockdowns, the shortage of skilled personnel and raw material transit for semiconductor processing delayed the supply chain. The post-pandemic world is still recovering from the global chip shortage in various industries.


Key Market Trends

High Demand Among OSAT to Drive The Market


The increasing global demand for semiconductors in almost all industries drives the need for expanding the semiconductor industries. Newer emerging brands depend on Original Design Manufacturers (ODMs) and Outsourced Semiconductor Assembly and Test (OSAT) service providers, utilizing their expertise and cutting-edge equipment facilities to handle product development and manufacturing demands. Companies like Foxconn and Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) provide these services.
The high set-up costs and constantly evolving technological trends hinder new brands from setting up their manufacturing units to avoid dependence on OSATs. On the contrary, OSATs specialize in keeping their manufacturing units with the latest front-end and back-end equipment for semiconductor and electronics devices. This specialization attracts companies to place orders for their products, outsourcing the manufacturing services.
According to Semiconductor Industry Association (SIA), the volume of semiconductor products will be produced by around 1425 facilities globally, including 125 future production lines/facilities. New foundries and manufacturing units' introduction and regular updating create considerable demand for back-end equipment and other SMEs. Companies and governments are mainly focusing on in-house production.
As governments worldwide seek to focus on the in-house production of semiconductors to counter the dependence on foreign vendors, they are inviting direct investment programs from prominent manufacturers, offering favorable regulations. For instance, in February 2022, India announced investments worth USD 20 Billion from companies such as Vedanta with Foxconn, ISMC, and Singapore-based IGSS venture. These companies aim to set up semiconductor manufacturing units and display fabs in the country. The global chip shortage creates room for more foundries, making room for back-end equipment.


Asia Pacific to Display the Fastest Growth


The Asia Pacific is home to one of the biggest semiconductor manufacturers in the world. According to SIA, 75% of the global semiconductor manufacturing capacity is located in East Asia, comprising Taiwan, China, South Korea, and Japan. Due to the ongoing international chip shortage, various other countries in the Asia Pacific plan to set up new foundry units and attract demand for back-end equipment. According to SIA, Southeast countries like Malaysia, the Philippines, Singapore, and Vietnam are emerging with new manufacturing units.
Taiwan is emerging as a dominant player in semiconductor manufacturing, generating maximum demand for SMEs, including back-end equipment. According to SIA, Taiwan (92%) and South Korea (8%) account for 100% of the most advanced (below 10nm thickness) global semiconductor manufacturing capacity. Through favorable regulations, the Taiwanese government supports local majors like Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) and others. The country is investing in foreign partners to expand its capacity. For instance, in January 2022, Taiwan announced investing USD 200 million in Lithuania to support strategically important industries, including semiconductor, laser, and biotech, in both countries.
The fab equipment spending in the Asia Pacific countries is expected to increase in 2022. According to SIA, countries like Taiwan, Korea, and China are expected to report an investment of about USD 78.5 Billion, accounting for staggering growth in the semiconductor sector. These countries are hubs for handling global demands in various industries, keeping the latest technologies and their evolution focused.
The restriction of international movement during the COVID-19 pandemic increased the lead time from days to even months and years for specific end-users. The semiconductor industry was entitled "essential" for their operations to continue running. Such supportive measures from the government are helping the industry recover and yield as it grows with the demand, fairing against the high demands among OSATs.


Competitive Landscape

The semiconductor back-end equipment market is highly competitive. Various service providers are creating regular demands for back-end equipment to cope with the ever-increasing demand for semiconductors. This influx of demand and orders is best handled with the expertise of well-established brands due to extensively high setup and R&D costs. However, support from government regulations and partnerships among companies to boost production is standard in the industry.


August 2021 - Applied materials enabled panel-sized substrates to facilitate the chipmakers' increasing demand for packing in more components leveraging the 2.5D and 3D package designs. The company benefits from its recent acquisition of Tango Systems to facilitate Panel-size substrates that measure 500mm x 500mm or larger. These panels can accommodate a more significant number of packages compared to wafer-size formats. A larger panel size translates into cost-benefits, better power, performance, and area. As its customers adopt these larger panel sizes, the company provides access to large-area materials engineering technologies, including deposition, SEM review, eBeam testing, metrology, and focused ion beam for defect analysis to its customer from its Display Group.
July 2021 - KLA Corporation introduced new series of chip testing solutions for automotive chip manufacturing processes. The company debuted with the new 8935 high productivity patterned wafer inspection system, the Surfscan SP A2/A3 unpatterned wafer inspection systems, and the C205 broadband plasma patterned wafer inspection system, and I-PAT inline defect part average testing screening solution. These solutions add the required precision, robustness, and reliability to the increasingly electrifying automotive industry.


Additional Benefits:

The market estimate (ME) sheet in Excel format
3 months of analyst support



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Table of Contents

1 INTRODUCTION
1.1 Study Deliverables
1.2 Study Assumptions
1.3 Scope of the Study

2 RESEARCH METHODOLOGY

3 EXECUTIVE SUMMARY

4 MARKET DYNAMICS
4.1 Market Overview
4.2 Market Drivers
4.2.1 Increasing Demand for Semiconductors in Electric and Hybrid Vehicles
4.2.2 Demand for Setting Up New Foundries (International Chip Shortage)
4.3 Market Restraints
4.3.1 High Setup Costs
4.3.2 Constant Evolution of Products Influencing Demand
4.4 Value Chain / Supply Chain Analysis
4.5 Industry Attractiveness - Porters Five Force Analysis
4.5.1 Threat of New Entrants
4.5.2 Bargaining Power of Buyers/Consumers
4.5.3 Bargaining Power of Suppliers
4.5.4 Threat of Substitute Products
4.5.5 Intensity of Competitive Rivalry

5 MARKET SEGMENTATION
5.1 Segmentation - By Type
5.1.1 Wafer Testing
5.1.2 Dicing
5.1.3 Bonding
5.1.4 Metrology
5.1.5 Assembly and Packaging
5.2 Segmentation - By Geography
5.2.1 North America
5.2.2 Europe
5.2.3 Asia Pacific
5.2.3.1 China
5.2.3.2 Taiwan
5.2.3.3 South Korea
5.2.3.4 Japan
5.2.3.5 Rest of Asia Pacific

6 COMPETITIVE LANDSCAPE
6.1 Company Profiles
6.1.1 ASML Holding
6.1.2 Applied Materials
6.1.3 Lam Research
6.1.4 Tokyo Electron Limited
6.1.5 KLA Corporation
6.1.6 Advantest Corporation
6.1.7 Onto Innovation Inc.
6.1.8 SCREEN Holdings Co. Ltd
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6.1.10 Toshiba Corporation

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