Marché du polissage des plaquettes SiC

Définition du marché

Le marché du polissage des plaquettes de SiC (carbure de silicium) se concentre sur le polissage et le traitement de surface des plaquettes de carbure de silicium, essentiels à la fabrication de semi-conducteurs.

Le SiC est largement utilisé dans l'électronique de puissance, les véhicules électriques (VE), les appareils à haute température et les énergies renouvelables en raison de sa conductivité thermique élevée, de son efficacité électrique et de sa durabilité. Le polissage des plaquettes est essentiel pour obtenir des surfaces lisses et sans défauts, améliorant ainsi les performances de l'appareil et le rendement de fabrication.

Marché du polissage des plaquettes SiCAperçu

La taille du marché mondial du polissage des plaquettes SiC était évaluée à 450,1 millions USD en 2023 et devrait passer de 586,0 millions USD en 2024 à 4 437,6 millions USD d’ici 2031, soit un TCAC de 33,54 % au cours de la période de prévision.

Le marché connaît une croissance substantielle, alimentée par la demande croissante de semi-conducteurs hautes performances dans des secteurs tels que les véhicules électriques (VE), les énergies renouvelables et l'électronique de puissance.

Le carbure de silicium, connu pour sa conductivité thermique supérieure, son efficacité énergétique et sa résistance aux hautes tensions, joue un rôle central dans l'avancement de ces technologies. De plus, les innovations et les investissements en cours dans la fabrication de semi-conducteurs accélèrent encore l’expansion du marché.

Les principales entreprises opérant dans l'industrie mondiale du polissage des plaquettes de SiC sont Applied Materials, Inc., 3M Company, Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc., Fuji Bakelite Co., Ltd., Entegris, Inc., Logitech Ltd., EBARA Precision Machinery Europe GmbH, Valley Design Corp., NORITAKE CO., LIMITED, Henkel Corporation, KINIK COMPANY, Vibrantz Technologies, Inc., KYOCERA Corporation, Pureon Group et Lapmaster Wolters GmbH.

De plus, les progrès rapides des technologies des semi-conducteurs de puissance et le besoin croissant de dispositifs économes en énergie contribuent à l’expansion du marché. L'évolution de l'industrie automobile vers la mobilité électrique accroît encore le besoin en plaquettes SiC, essentielles aux transmissions électriques, aux chargeurs et auxsystèmes de gestion de l'énergie.

De plus, l'accent mis sur la réduction des émissions de carbone et l'amélioration de l'efficacité énergétique accélère les investissements dans des matériaux avancés tels que le carbure de silicium, soulignant la nécessité de polir les plaquettes.

• En septembre 2024, Axus Technology a présenté la plateforme Capstone CS200, optimisant les processus CMP pour les tranches SiC de 200 mm avec le coût de possession le plus bas du secteur. La plate-forme offre un débit 2 fois plus élevé, une consommation d'énergie et d'eau réduite et un contrôle de température intégré pour une efficacité de polissage améliorée.

Points saillants

1. La taille du marché mondial du polissage des plaquettes de SiC était évaluée à 450,1 millions de dollars en 2023.
2. Le marché devrait croître à un TCAC de 33,54 % de 2024 à 2031.
3. L'Asie-Pacifique détenait une part de 40,32 % en 2023, avec une valorisation de 181,5 millions de dollars.
4. Le segment du polissage chimico-mécanique (CMP) a généré un chiffre d'affaires de 248,0 millions de dollars en 2023.
5. Le segment des tampons et boues de polissage devrait générer un chiffre d’affaires de 2 504,0 millions de dollars d’ici 2031.
6. Le segment des plaquettes de 6 pouces devrait atteindre 2 483,5 millions de dollars d’ici 2031.
7. Le segment de l’électronique de puissance devrait enregistrer une valorisation de 2 237,4 millions de dollars d’ici 2031.
8. Le marché en Amérique du Nord devrait croître à un TCAC de 33,20 % au cours de la période de prévision.

Moteur du marché

"Adoption croissante des plaquettes de carbure de silicium"

Le marché du polissage des plaquettes SiC connaît une croissance robuste, alimentée par l’adoption croissante du carbure de silicium dans les véhicules électriques et les systèmes d’énergie renouvelable. Les plaquettes SiC sont de plus en plus appréciées pour leur conductivité thermique exceptionnelle, leur rendement énergétique élevé et leur capacité à résister à des conditions de tension extrêmes, ce qui les rend indispensables en électronique de puissance.

Alors que les fabricants de véhicules électriques s’efforcent d’améliorer l’efficacité des batteries et d’étendre l’autonomie, les dispositifs d’alimentation basés sur SiC sont intégrés aux onduleurs, aux chargeurs embarqués et aux convertisseurs DC-DC.

De plus, les onduleurs solaires et les convertisseurs d'énergie éolienne utilisent des composants SiC pour améliorer l'efficacité de la conversion d'énergie, réduire les pertes de puissance et garantir la fiabilité. Ce champ d’application en expansion souligne la nécessité d’un polissage précis des plaquettes pour répondre aux normes de qualité et de performance.

• En avril 2024, SiCrystal, société du groupe ROHM, et STMicroelectronics ont étendu leur accord pluriannuel portant sur des tranches de substrat en carbure de silicium de 150 mm. L'accord augmente la production de plaquettes à Nuremberg, en Allemagne, soutenant la croissance de la capacité de fabrication de STMicroelectronics pour les clients automobiles et industriels tout en améliorant la résilience de la chaîne d'approvisionnement.

De plus, l'accent croissant mis sur l'amélioration du rendement des plaquettes et de la qualité de la surface conduit à l'adoption de techniques de polissage avancées. Les plaquettes de SiC sont sujettes aux défauts en raison de leur dureté et de leur nature cassante, ce qui rend un polissage efficace crucial pour obtenir des surfaces lisses et sans défauts.

Les fabricants investissent dans des solutions innovantes de planarisation chimico-mécanique, des équipements de polissage de précision et des outils de métrologie avancés pour améliorer la qualité des plaquettes, réduire les irrégularités de surface et améliorer le rendement de production.

Défi du marché

"Dureté et fragilité des matériaux"

Le marché du polissage des plaquettes de SiC est confronté à des défis en raison de l'extrême dureté et de la fragilité du matériau, qui compliquent le traitement. D'une dureté proche du diamant, le SiC résiste à l'abrasion mécanique, entraînant des temps de polissage prolongés.

De plus, sa nature fragile augmente le risque de microfissures, d'écaillage et de défauts de surface, affectant la qualité des plaquettes et les performances des semi-conducteurs.Pour relever ce défi, les fabricants adoptent des techniques CMP avancées avec des boues spécialisées, des tampons de polissage et des contrôles de processus améliorés.

Des abrasifs et des formulations chimiques conçus avec précision facilitent un enlèvement de matière plus fluide, tandis que des systèmes de contrôle de processus améliorés améliorent la gestion et la cohérence de la pression, réduisant ainsi les défauts.

Tendance du marché

"Progrès de la technologie CMP et applications en expansion"

Les progrès de la technologie CMP améliorent considérablement l’efficacité et la précision du polissage des plaquettes SiC, devenant ainsi une tendance notable du marché. Ces innovations répondent aux défis posés par l'extrême dureté du SiC, en améliorant les taux d'élimination des substances tout en minimisant les défauts de surface.

À mesure que la demande de plaquettes SiC hautes performances augmente, il est essentiel d’obtenir une planéité et une douceur exceptionnelles pour les dispositifs semi-conducteurs avancés. De plus, l'adoption croissante des plaquettes SiC dans l'électronique de puissance, notamment les véhicules électriques (VE), les systèmes d'énergie renouvelable, les entraînements de moteurs industriels et les réseaux électriques, propulse l'expansion du marché.

Alors que les industries donnent la priorité à l’efficacité énergétique et aux composants hautes performances, les besoins en plaquettes SiC et en processus de polissage avancés continuent d’augmenter.

• En septembre 2024, Vibrantz a annoncé des avancées dans sa technologie de boues de carbure de silicium conçue pour la planarisation chimico-mécanique des semi-conducteurs, offrant des taux d'élimination élevés, une défectuosité minimale et des finitions de surface lisses. Cette innovation améliore l'efficacité du polissage et prend en charge l'amélioration des performances des semi-conducteurs dans des applications telles que les véhicules électriques et les systèmes d'énergie renouvelable.

Aperçu du rapport sur le marché du polissage de plaquettes SiC

Segmentation du marché

• Par technologie (polissage mécanique et polissage chimico-mécanique (CMP)) : Le segment du polissage chimico-mécanique (CMP) a gagné 248,0 millions de dollars en 2023 en raison de sa capacité supérieure à obtenir des surfaces ultra-lisses avec des défauts minimes dans les tranches de SiC.
• Par type de produit (tampons et boues de polissage, poudres et abrasifs de diamant et autres) : le segment des tampons et des boues de polissage détenait une part substantielle de 60,12 % en 2023, en raison de leur rôle essentiel dans l'obtention de finitions de surface de précision lors du polissage des plaquettes SiC.
• Par taille de tranche (plaquettes de 6 pouces, tranches de 4 pouces, tranches de 8 pouces) : le segment des tranches de 6 pouces devrait atteindre 2 483,5 millions de dollars d’ici 2031, en raison de leur adoption croissante dans l’électronique de puissance haute performance et les applications automobiles.
• Par secteur d'utilisation finale (électronique de puissance, dispositifs RF et de communication, automobile et aérospatiale, et industrie et énergie) : le segment de l'électronique de puissance devrait atteindre 2 237,4 millions de dollars d'ici 2031, alimenté par la demande croissante de solutions efficaces de gestion de l'énergie dans les véhicules électriques, les systèmes d'énergie renouvelable et les applications industrielles.

Marché du polissage des plaquettes SiCAnalyse régionale

En fonction de la région, le marché a été classé en Amérique du Nord, Europe, Asie-Pacifique, Moyen-Orient et Afrique et Amérique latine.

Le marché du polissage des plaquettes SiC en Asie-Pacifique représentait une part substantielle de 40,32 % en 2023, évaluée à 181,5 millions de dollars. Cette expansion est facilitée par son solide écosystème de fabrication de semi-conducteurs et par la demande croissante d’électronique de puissance basée sur SiC.

Les pays dotés de chaînes d’approvisionnement bien établies et d’installations de fabrication de pointe contribuent de manière significative à cette domination. L'industrialisation rapide de la région, l'adoption croissante des véhicules électriques et l'expansion des systèmes d'énergie renouvelable mettent en évidence le besoin croissant de plaquettes SiC.

De plus, les initiatives gouvernementales soutenant les technologies économes en énergie et la mobilité électrique ont accéléré les investissements dans les processus de production et de polissage des plaquettes SiC. La présence d’importants fabricants de plaquettes SiC et fournisseurs de solutions de polissage renforce encore le leadership de l’Asie-Pacifique sur le marché.

L’industrie nord-américaine du polissage des plaquettes SiC devrait enregistrer le TCAC le plus rapide de 33,20 % au cours de la période de prévision. Cette croissance est alimentée par les progrès dans les secteurs de l’électronique de puissance, de l’électrification automobile et des énergies renouvelables.

La région abrite des innovateurs technologiques de premier plan et des centres de recherche sur les semi-conducteurs qui font progresser les techniques de fabrication et de polissage des plaquettes SiC. L’adoption croissante des véhicules électriques aux États-Unis, associée à des investissements accrus dans les infrastructures de recharge, accroît le besoin de plaquettes SiC hautes performances.

De plus, des industries telles que l'aérospatiale et la défense s'appuient de plus en plus sur des composants à base de SiC pour leur conductivité thermique et leur résistance à la tension supérieures. La présence d'éminents fournisseurs de plaquettes SiC et de solutions CMP en Amérique du Nord garantit une croissance constante du marché, soutenue par des efforts continus de R&D visant à améliorer l'efficacité du polissage et à réduire les défauts des plaquettes.

Cadres réglementaires

• Aux États-Unis, l'Environmental Protection Agency (EPA) réglemente la manipulation et l'élimination des produits chimiques utilisés dans le polissage des plaquettes de carbure de silicium (SiC) en vertu de la Loi sur le contrôle des substances toxiques (TSCA) afin de garantir la sécurité de l'environnement et des travailleurs.
• En Europe, l'Agence européenne des produits chimiques (ECHA) supervise l'utilisation de produits chimiques dans le polissage des plaquettes de SiC par le biais du règlement REACH (Enregistrement, évaluation, autorisation et restriction des produits chimiques).
• En Chine, le ministère de l'Écologie et de l'Environnement (MEE) surveille les émissions chimiques et la gestion des déchets issus des processus de polissage des plaquettes de SiC afin de réduire l'impact environnemental.
• Au Japon, le ministère de l'Économie, du Commerce et de l'Industrie (METI) réglemente les substances chimiques utilisées dans le polissage des plaquettes de SiC dans le cadre de la loi sur le contrôle des substances chimiques (CSCL) afin de garantir une manipulation et une élimination en toute sécurité.
• En Inde, le Central Pollution Control Board (CPCB) surveille les émissions industrielles et applique les normes de sécurité environnementale pour le polissage des plaquettes de SiC.

Paysage concurrentiel

Le marché mondial du polissage des plaquettes SiC est marqué par un large éventail d’acteurs déterminés à répondre à la demande croissante de composants semi-conducteurs de haute qualité.

Les progrès technologiques dans les techniques de polissage sont essentiels pour garantir la qualité de surface et les performances optimales des tranches de carbure de silicium. Les acteurs de l’industrie donnent la priorité à l’innovation et affinent les processus de polissage pour améliorer le rendement et réduire les coûts de production.

• En juillet 2024, Axus Technology a annoncé avoir reçu des commandes pour son système CMP Capstone® CS200 Series de la part des principaux fabricants de dispositifs SiC. Le système présente une architecture flexible capable de traiter jusqu'à quatre tranches simultanément, prend en charge les tranches de 150 mm et 200 mm et minimise le coût global de possession. De plus, il comprend un nettoyage post-CMP intégré pour un traitement rationalisé et une technologie de contrôle de la température du processus afin d'améliorer les taux d'élimination, le débit et la rentabilité.

La dynamique du marché est en outre façonnée par l’accent croissant mis sur la personnalisation pour répondre aux besoins spécifiques de secteurs clés tels que l’automobile, l’électronique de puissance et les énergies renouvelables.

Des initiatives stratégiques, notamment des collaborations, des partenariats et des investissements importants en recherche et développement, sont mises à profit pour renforcer le positionnement sur le marché et acquérir un avantage concurrentiel. De plus, comme la demande de technologies avancéessemi-conducteurscontinue de croître, les entreprises se concentrent de plus en plus sur la durabilité et l’efficacité opérationnelle.

Les progrès technologiques, la qualité des produits et les solutions centrées sur le client sont des différenciateurs clés, permettant aux acteurs du secteur de capitaliser sur les opportunités de croissance à long terme à mesure que la demande de plaquettes SiC augmente.

Liste des entreprises clés du marché du polissage des plaquettes SiC :

• Matériaux appliqués, Inc.
• Société 3M
• Saint-Gobain Céramiques et Plastiques, Inc.
• Fuji Bakélite Co., Ltd.
• Entegris, Inc.
• Logitech Ltd.
• EBARA Precision Machinery Europe GmbH
• Valley Design Corp.
• NORITAKE CO., LIMITÉE
• Henkel Corporation
• ENTREPRISE KINIK
• Vibrantz Technologies, Inc.
• Société KYOCERA
• Groupe Pureon
• Lapmaster Wolters GmbH

Développements récents (expansion/accords/lancement de nouvelles technologies)      

• En août 2024, Entegris, Inc. a conclu un accord de fourniture à long terme avec Onsemi pour fournir des solutions de planarisation chimico-mécanique co-optimisées pour les applications de carbure de silicium.  Ce partenariat vise à améliorer les processus de polissage des plaquettes et à répondre à la demande croissante d'Onsemi pour des semi-conducteurs à base de SiC avec les solutions CMP d'Entegris, notamment les boues, les tampons, les brosses et les nettoyages post-CMP.
• En juin 2024, Synova S.A. a annoncé une percée dans le profilage des bords des plaquettes en carbure de silicium grâce à sa technologie Laser MicroJet (LMJ). Le système innovant LCS 305 à 5 axes améliore considérablement le chanfreinage et le profilage des bords des plaquettes SiC, réduisant ainsi le temps de processus d'un facteur 3 par rapport au meulage des bords des meules diamantées traditionnelles. La technologie LMJ élimine l'écaillage, améliore la résistance à la rupture et améliore la cohérence du profil des plaquettes.
• En mai 2024, Axus Technology a obtenu un financement de 12,5 millions USD auprès d'IntrinSiC Investment LLC pour élargir son offre de produits CMP pour la fabrication de dispositifs SiC, en particulier ses plates-formes Capstone et Aquarius.