Silicon en el mercado de aislantes

Definición de mercado

El mercado abarca materiales y tecnologías semiconductores que utilizan silicio en capas en estructuras aislantes para mejorar el rendimiento, la eficiencia energética y la escalabilidad en los componentes electrónicos. Las obleas SOI tienen una capa delgada de silicio separada del sustrato principal por dióxido de silicio, lo que reduce la capacitancia no deseada y la pérdida de potencia.

Los fabricantes de chips, fundiciones y OEM utilizan soluciones basadas en SOI para desarrollar circuitos integrados de alto rendimiento y baja potencia, particularmente en aplicaciones exigentes como 5G, IoT (Internet de las cosas), vehículos autónomos y aceleradores de IA.

Estas tecnologías encuentran aplicaciones en varios sectores, incluidas la electrónica de consumo, los sistemas automotrices, los centros de datos, las comunicaciones de RF y la automatización industrial.

Silicon en el mercado de aislantesDescripción general

El tamaño del mercado global de silicio sobre aislantes se valoró en USD 1293.8 millones en 2023 y se prevé que crecerá de USD 1479.1 millones en 2024 a USD 5858.3 millones para 2031, exhibiendo una tasa compuesta anual del 21.73% durante el período de pronóstico.

El mercado de silicio sobre aislador (SOI) es un crecimiento impulsado por el aumento de la demanda de productos electrónicos de consumo de alto rendimiento y eficiencia de energía, como teléfonos inteligentes, tabletas, ywearablesestá acelerando la adopción de SOI debido a su bajo consumo de energía y su rendimiento de alta velocidad.

Con la expansión global de las redes 5G y los ecosistemas IoT está aumentando la necesidad de chips basados ​​en SOI que permitan una comunicación confiable y de alta frecuencia. Además, en el sector automotriz, la transición a los vehículos eléctricos y la conducción autónoma está alimentando la demanda de semiconductores SOI que ofrecen durabilidad y eficiencia para ADAS y sistemas de energía.

Las principales empresas que operan en la industria de Silicon on Aisator son Atomera, GlobalWafers, Honeywell International Inc., Semiconductores NXP, Okmetic, Qorvo, Shanghai Simgui Technology, Shin-Etsu Chemical, Silicon Valley Microelectronics, Skyworks Solutions, SoitroC, Stmicroelectronics, Sumco, Taiwan Semiconductor, y Towonuct.

El creciente énfasis en la fotónica en chip y las tecnologías ópticas integradas está impulsando la demanda de materiales SOI asequibles y de alta calidad. Los desarrollos recientes que permiten a los investigadores e instituciones más pequeñas acceder a sustratos de SOI en volúmenes bajos están eliminando las barreras de entrada y fomentando la innovación en fotónica.

• En abril de 2024, UniversityWafer lanzó sus nuevos sustratos de Silicon-on-A-Insulator (SOI) de capa de 220 nm, revolucionando la investigación fotónica en chip. Estos sustratos permiten a los investigadores comprar tan solo una oblea o piezas en cubitos, lo que hace que los materiales SOI de alta calidad sean más accesibles para aplicaciones fotónicas, especialmente para aquellos con presupuestos limitados.

Destacados clave:

1. El tamaño del mercado de silicio sobre aislantes se registró en USD 1293.8 millones en 2023.
2. Se proyecta que el mercado crecerá a una tasa compuesta anual del 21.73% de 2024 a 2031.
3. Asia Pacific tenía una cuota de mercado de 33.82% en 2023, con una valoración de USD 437.6 millones.
4. El segmento RF SOI obtuvo USD 353.2 millones en ingresos en 2023.
5. Se espera que el segmento de 200 mm llegue a USD 3165.3 millones para 2031.
6. El segmento SOI de unión crecerá a una tasa compuesta anual de 21.86% durante el período de pronóstico.
7. Se espera que el segmento de productos RF FEM asegure la mayor participación de ingresos de 29.94% para 2031.
8. Se espera que el segmento de consumo electrónica alcance USD 1461.2 millones para 2031.
9. Se anticipa que América del Norte crecerá a una tasa compuesta anual del 22.29% durante el período de pronóstico.

Conductor de mercado

Expansión de redes 5G e IoT

El rápido despliegue global de infraestructura 5G y el aumento exponencial en la adopción del dispositivo IoT están impulsando la demanda de tecnologías avanzadas de semiconductores. Estos dispositivos requieren chips que entreguen velocidades de datos más altas, latencia ultra baja y consumo eficiente de energía y un rendimiento térmico superior para respaldar la conectividad continua.

RF-SOI (radiofrecuencia de silicio en aislador) se ha convertido en un habilitador clave en este espacio, ofreciendo ventajas como una capacidad parásita reducida, un mejor aislamiento de la señal e integración mejorada de los componentes de RF. Estas características hacen que RF-SOI sea ideal para aplicaciones de alta frecuencia como estaciones base 5G, teléfonos inteligentes y sensores inteligentes de IoT, alimentando el crecimiento en el mercado de SOI.

• En julio de 2024, SOITEC extendió su asociación con UMC para introducir la primera solución 3D IC para la tecnología RF-SOI, desarrollada para aplicaciones 5G. Esto permite el apilamiento vertical de chips, reduciendo el tamaño de los chips en más del 45%, al tiempo que mejora la integración de los componentes de RF para satisfacer las necesidades de ancho de banda 5G, todo mientras se mantiene un rendimiento óptimo de RF.

Desafío del mercado

Altos costos de producción

La fabricación de obleas SOI requiere técnicas avanzadas como la unión de obleas, la implantación de iones y el grabado de precisión, lo que hace que el proceso sea significativamente más complejo que el de las obleas de silicio convencionales. Estos pasos adicionales conducen a una mayor inversión de capital y gastos operativos.

Como resultado, el costo general por unidad para los componentes basados ​​en SOI sigue siendo elevado, lo que puede disuadir la adopción, especialmente entre los fabricantes que operan con márgenes estrechos. Esto es particularmente desafiante en la electrónica de consumo y otros mercados sensibles a los costos de alto volumen. La reducción de los costos de producción sigue siendo un obstáculo clave para una penetración más amplia del mercado de SOI.

Para abordar este desafío, las empresas pueden invertir en la optimización de procesos y las tecnologías de automatización para mejorar la eficiencia de fabricación y reducir el desperdicio. Las colaboraciones con fundiciones y proveedores de equipos también pueden ayudar a escalar la producción y menores costos por unidad.

El aumento de los esfuerzos de I + D para desarrollar métodos de fabricación SOI alternativos y rentables es otra estrategia viable. Además, la formación de asociaciones estratégicas o empresas conjuntas puede compartir cargas financieras y acelerar la transferencia de tecnología.

Tendencia del mercado

Avances en diseño front-end de RF con tecnología SSROI

El mercado de Silicon on Aisator está presenciando un cambio hacia la innovación a nivel de sustrato para satisfacer las demandas de 5G y tecnologías 6G emergentes. Las mejoras en los sustratos RF-SOI están permitiendo un mejor manejo de potencia, pérdida de señal reducida y un mejor rendimiento de frecuencia en los módulos front-end de RF.

Se adoptan materiales avanzados y técnicas de control de dopaje, como la inserción de oxígeno y las capas epitaxiales, para reducir la dispersión de resistencia e impureza. Estas innovaciones permiten a los fabricantes de dispositivos avanzar en la escala CMOS al tiempo que logran una mayor eficiencia e integridad de la señal.

• En febrero de 2025, Atomera Incorporated, Soitec y San Jose State University colaboraron para presentar un documento conjunto sobre un nuevo sustrato RF-SOI para un mejor rendimiento del dispositivo RF. El sustrato propuesto SSROI (inserción de oxígeno retrógrado súper directo) aborda problemas de difusión de boro en RF-SOI tradicional al incorporar una capa de silicio insertada por oxígeno y una capa de silicio epitaxial sin dopar.

Informe del informe de mercado de silicio en aislantes

Segmentación	Detalles
Por tipo de oblea	RF SOI, completamente agotado (FD SOI), parcialmente agotado (PD SOI), Power SOI, otros
Por tamaño de la oblea	200 mm, 300 mm
Por tecnología	Corte inteligente, SOI de unión, transferencia de capa SOI
Por producto	Productos FEM RF, dispositivos MEMS, productos eléctricos, comunicación óptica, detección de imágenes, otros
Por la industria del uso final	Consumer Electronics, automotriz, TI y telecomunicaciones, industrial, aeroespacial y defensa, otros
Por región	América del norte: Estados Unidos, Canadá, México
	Europa: Francia, Reino Unido, España, Alemania, Italia, Rusia, resto de Europa
	Asia-Pacífico: China, Japón, India, Australia, ASEAN, Corea del Sur, resto de Asia-Pacífico
	Medio Oriente y África: Turquía, U.A.E., Arabia Saudita, Sudáfrica, resto del Medio Oriente y África
	Sudamerica: Brasil, Argentina, resto de América del Sur

Segmentación de mercado

• Por tipo de oblea (RF SOI, totalmente agotado (FD SOI), parcialmente agotado (PD SOI), Power SOI, otros): el segmento RF SOI ganó USD 353.2 millones en 2023 debido al aumento de la demanda de módulos frontales de alta rendimiento en los módulos de extremo frontal de 5G y los dispositivos IoT.
• Por tamaño de oblea (200 mm, 300 mm): el segmento de 200 mm tenía el 54.14% del mercado en 2023, debido a su rentabilidad y uso generalizado en la fabricación establecida de RF y dispositivos de energía.
• Por tecnología (corte inteligente, SOI de unión, transferencia de capa SOI): se proyecta que el segmento de corte inteligente alcanzará USD 2444.3 millones para 2031, debido a su alta precisión, escalabilidad y menor desperdicio de material en la producción de obleas SOI.
• Por producto (productos RF FEM, dispositivos MEMS, productos eléctricos, comunicación óptica, detección de imágenes, otros): el segmento de productos RF FEM tenía el 29.90% del mercado en 2023, debido a la creciente integración de componentes de RF en teléfonos inteligentes y dispositivos de comunicación inalámbricos.
• Por la industria del uso final (Electrónica de consumo, automotriz, TI y telecomunicaciones, industrial, aeroespacial y defensa, otros): el segmento de electrónica de consumo obtuvo USD 321.9 millones en 2023 debido al creciente uso de la tecnología SOI en dispositivos móviles, dispositivos portátiles y de alto rendimiento de los consumidores.

Silicon en el mercado de aislantesAnálisis regional

Basado en la región, el mercado global se ha clasificado en América del Norte, Europa, Asia Pacífico, Medio Oriente y África y América del Sur.

Asia Pacific Silicon en el mercado de aislantes tenía una cuota de mercado de alrededor del 33.82% en 2023, con una valoración de USD 437.6 millones. Asia Pacífico domina el mercado global debido a la industria semiconductora en rápida expansión de la región, particularmente en países como Taiwán, Japón y Corea del Sur, que son actores clave en la fabricación e innovación de semiconductores.

La creciente demanda de tecnologías avanzadas, como las aplicaciones 5G, IoT y Automotriz, también está alimentando el crecimiento de sustratos SOI en la región. Además, la presencia de mayorsemiconductorLas fundiciones y empresas de tecnología, junto con inversiones sólidas en investigación y desarrollo, impulsan aún más el crecimiento del mercado en Asia Pacífico.

Además, el gobierno indio ha entrado en memorandos de comprensión (MOU) con la Unión Europea, la Unión Europea, Japón y Singapur para fortalecer la colaboración internacional, el desarrollo de habilidades de apoyo y la investigación avanzada en el sector semiconductor. El gobierno se centra en construir un ecosistema de diseño y fabricación de semiconductores dentro del país, con un fuerte énfasis en fomentar la investigación y el desarrollo.

• En enero de 2025, el gobierno indio aprobó el programa Semicon India, con un desembolso total de USD 9.2 mil millones, para desarrollar el ecosistema de fabricación de semiconductores y exhibiciones en el país.

El silicio en la industria de los aislantes en América del Norte está preparado para un crecimiento significativo con un sólido CAGR 22.29% de este crecimiento está impulsado principalmente por el fuerte énfasis de la región en la innovación de semiconductores y la creciente demanda de obleas de SOI en aplicaciones de alto rendimiento, como automotriz, emergencias de telecomunicaciones y electronics de consumo.

Las iniciativas gubernamentales están impulsando las capacidades de semiconductores regionales al establecer la producción local de obleas de silicio avanzadas, mejoran la resiliencia de la cadena de suministro y reducen la dependencia de las fuentes externas. Esto también respalda la innovación y el avance tecnológico en la industria de los semiconductores. .

• En julio de 2024, el Departamento de Comercio de los Estados Unidos presentó planes para otorgar hasta USD 400 millones en subvenciones a GlobalWafers de Taiwán. La financiación apoyará proyectos en Texas y Missouri, marcando el establecimiento de la primera producción estadounidense de obleas de silicio de 300 mm para semiconductores avanzados. También ampliará la fabricación nacional de obleas de silicio a insulta, fortaleciendo la cadena de suministro de semiconductores de la nación.

Marco regulatorio

• En los EE. UU., el Departamento de Comercio (DOC) regula la industria de semiconductores mediante la implementación de políticas para impulsar la fabricación nacional. También supervisa las iniciativas de financiación para apoyar la producción de chips y reducir la dependencia de los proveedores extranjeros. El DOC juega un papel clave en la gestión de controles de exportación relacionados con la tecnología de semiconductores.
• En el Reino Unido, El Departamento de Negocios y Comercio (DBT) administra la política de semiconductores y la estrategia industrial. Se centra en atraer inversiones y apoyar la resiliencia de la cadena de suministro.

Panorama competitivo

Los actores del mercado están ampliando sus capacidades de fabricación para satisfacer la creciente demanda de obleas SOI en varios sectores, incluidas las aplicaciones de telecomunicaciones, automotrices e industriales. La carrera para mejorar el rendimiento de RF y la eficiencia energética, junto con la capacidad de producción de expansión, destaca la naturaleza competitiva del mercado SOI.

El énfasis en las comunicaciones móviles de próxima generación, la innovación automotriz y la integración de las tecnologías de vanguardia impulsan la colaboración e innovación continua en toda la industria.

• En diciembre de 2024, Soitec y GlobalFoundries anunciaron su colaboración para producir sustratos avanzados de RF-SOI de 300 mm para la plataforma de tecnología RF-SOI líder de GF, incluida la plataforma 9SW. La asociación admitirá 5G, 5G avanzado, Wi-Fi y otros módulos de front-end de radiofrecuencia de dispositivos móviles inteligentes. Los sustratos RF-SOI de Soitec mejorará el rendimiento de RF, la eficiencia energética y la escalabilidad, con disponibilidad de teléfonos inteligentes premium y dispositivos de próxima generación a partir de 2025.

Lista de compañías clave en Silicon en el mercado de aislantes:

• Atomera
• Globalwafers
• Honeywell International Inc.
• Semiconductores NXP
• Okmetic
• Qorvo
• Tecnología shanghai simgui
• Químico shin-etsu
• Microelectrónica de Silicon Valley
• Skyworks Solutions
• Soitec
• Stmicroelectronics
• Suma
• Fabricación de semiconductores de Taiwán
• Torre Semiconductor

Desarrollos recientes (M&A/New Product Lanzamiento)

• En julio de 2024, L&T Semiconductor Technologies adquirió la participación del 100% en el diseño de semiconductores de FABLESS Startup Siliconch Systems para USD 21 millones. A través de esta adquisición, L&T tiene como objetivo mejorar su presencia en el espacio de semiconductores FABLESS integrando la cartera de IP SOC de Siliconch.
• En marzo de 2023Okmetic, un proveedor líder de obleas de silicio avanzadas para MEMS, sensores, RF y dispositivos de potencia, lanzó la capacidad SOI sin SOI de TS Terrace para sus obleas de silicio en aislamiento (BSOI) y E-Soi de 200 mm. La nueva tecnología está diseñada para optimizar el uso de obleas y mejorar el rendimiento para los fabricantes de dispositivos.