Рынок полировки пластин SiC

Определение рынка

Рынок полировки пластин карбида кремния (карбид кремния) ориентирован на полировку и обработку поверхности пластин карбида кремния, что имеет решающее значение для производства полупроводников.

SiC широко используется в силовой электронике, электромобилях (EV), высокотемпературных устройствах и возобновляемых источниках энергии благодаря своей высокой теплопроводности, электрическому КПД и долговечности. Полировка пластин необходима для достижения гладких, бездефектных поверхностей, повышения производительности устройств и производительности производства.

Рынок полировки пластин SiCОбзор

Объем мирового рынка полировки пластин SiC оценивался в 450,1 млн долларов США в 2023 году и, по прогнозам, вырастет с 586,0 млн долларов США в 2024 году до 4 437,6 млн долларов США к 2031 году, демонстрируя среднегодовой темп роста 33,54% в течение прогнозируемого периода.

На рынке наблюдается значительный рост, чему способствует растущий спрос на высокопроизводительные полупроводники в таких секторах, как электромобили (EV), возобновляемые источники энергии и силовая электроника.

Карбид кремния, известный своей превосходной теплопроводностью, энергоэффективностью и устойчивостью к высоким напряжениям, играет ключевую роль в развитии этих технологий. Кроме того, продолжающиеся инновации и инвестиции в производство полупроводников еще больше ускоряют расширение рынка.

Крупнейшими компаниями, работающими в мировой индустрии полировки пластин SiC, являются 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., Корпорация KYOCERA, Pureon Group и Lapmaster Wolters GmbH.

Кроме того, быстрое развитие силовых полупроводниковых технологий и растущая потребность в энергоэффективных устройствах способствуют расширению рынка. Переход автомобильной промышленности к электрической мобильности еще больше повышает потребность в пластинах SiC, необходимых для электрических трансмиссий, зарядных устройств исистемы энергоменеджмента.

Более того, акцент на сокращении выбросов углекислого газа и повышении энергоэффективности приводит к ускорению инвестиций в современные материалы, такие как карбид кремния, что подчеркивает необходимость полировки пластин.

• В сентябре 2024 года компания Axus Technology представила платформу Capstone CS200, оптимизирующую процессы CMP для 200-миллиметровых пластин SiC с самой низкой в ​​отрасли стоимостью владения. Платформа обеспечивает вдвое более высокую производительность, снижение энергопотребления и потребления воды, а также встроенный контроль температуры для повышения эффективности полировки.

Ключевые моменты

1. В 2023 году объем мирового рынка полировки пластин SiC оценивался в 450,1 миллиона долларов США.
2. Прогнозируется, что в период с 2024 по 2031 год рынок будет расти в среднем на 33,54%.
3. В 2023 году доля Азиатско-Тихоокеанского региона составляла 40,32% при оценке в 181,5 миллиона долларов США.
4. Выручка сегмента химико-механической полировки (ХМП) в 2023 году составила 248,0 млн долларов США.
5. По прогнозам, к 2031 году сегмент полировальных подушечек и суспензий принесет выручку в размере 2 504,0 млн долларов США.
6. Сегмент 6-дюймовых пластин, вероятно, достигнет 2 483,5 млн долларов США к 2031 году.
7. По оценкам, к 2031 году сегмент силовой электроники будет оценен в 2 237,4 миллиона долларов США.
8. Ожидается, что рынок Северной Америки будет расти в среднем на 33,20% в течение прогнозируемого периода.

Драйвер рынка

«Растущее распространение пластин карбида кремния»

Рынок полировки пластин SiC переживает устойчивый рост, чему способствует растущее внедрение карбида кремния в электромобили и системы возобновляемых источников энергии. Пластины SiC пользуются все большей популярностью из-за их исключительной теплопроводности, высокой энергоэффективности и способности выдерживать экстремальные напряжения, что делает их незаменимыми в силовой электронике.

Поскольку производители электромобилей стремятся повысить эффективность аккумуляторов и увеличить запас хода, силовые устройства на основе SiC интегрируются в инверторы, бортовые зарядные устройства и преобразователи постоянного тока.

Кроме того, в солнечных инверторах и преобразователях энергии ветра используются компоненты SiC для повышения эффективности преобразования энергии, снижения потерь мощности и обеспечения надежности. Расширяющаяся сфера применения подчеркивает необходимость точной полировки пластин для соответствия стандартам качества и производительности.

• В апреле 2024 года компании ROHM Group, SiCrystal и STMicroelectronics, расширили свое многолетнее соглашение на поставку 150-миллиметровых пластин с подложкой из карбида кремния. Сделка увеличивает производство пластин в Нюрнберге, Германия, поддерживая рост производственных мощностей STMicroelectronics для автомобильных и промышленных клиентов, одновременно повышая устойчивость цепочки поставок.

Кроме того, растущее внимание к повышению выхода пластин и качества поверхности приводит к внедрению передовых методов полировки. Пластины SiC склонны к дефектам из-за своей твердости и хрупкости, поэтому эффективная полировка имеет решающее значение для достижения гладких и бездефектных поверхностей.

Производители инвестируют в инновационные решения химико-механической планаризации, прецизионное оборудование для полировки и передовые метрологические инструменты для повышения качества пластин, уменьшения неровностей поверхности и повышения производительности производства.

Рыночный вызов

«Твердость и хрупкость материала».

Рынок полировки пластин SiC сталкивается с проблемами из-за чрезвычайной твердости и хрупкости материала, которые усложняют обработку. Обладая твердостью, близкой к алмазу, SiC противостоит механическому истиранию, что приводит к увеличению времени полировки.

Кроме того, его хрупкость увеличивает риск образования микротрещин, сколов и дефектов поверхности, что влияет на качество пластин и характеристики полупроводников.Чтобы решить эту проблему, производители внедряют передовые методы CMP со специализированными суспензиями, полирующими подушечками и улучшенным контролем процесса.

Прецизионные абразивы и химические составы способствуют более плавному удалению материала, а улучшенные системы управления процессом улучшают управление давлением и стабильность, уменьшая количество дефектов.

Рыночный тренд

«Достижения в технологии CMP и расширение приложений»

Достижения в технологии CMP значительно повышают эффективность и точность полировки пластин SiC, что становится заметной тенденцией рынка. Эти инновации решают проблемы, возникающие из-за чрезвычайной твердости карбида кремния, улучшая скорость удаления веществ и сводя к минимуму дефекты поверхности.

Поскольку спрос на высокопроизводительные пластины SiC растет, достижение исключительной плоскостности и гладкости имеет решающее значение для современных полупроводниковых устройств. Кроме того, растущее применение пластин SiC в силовой электронике, включая электромобили (EV), системы возобновляемой энергетики, промышленные приводы двигателей и электросети, способствует расширению рынка.

Поскольку отрасли отдают приоритет энергоэффективности и высокопроизводительным компонентам, потребность в пластинах SiC и передовых процессах полировки продолжает расти.

• В сентябре 2024 года компания Vibrantz объявила о достижениях в своей технологии суспензии карбида кремния, предназначенной для химико-механической планаризации полупроводников, обеспечивающей высокую скорость удаления, минимальную дефектность и гладкую поверхность. Это нововведение повышает эффективность полировки и способствует улучшению характеристик полупроводников в таких приложениях, как электрические автомобили и системы возобновляемых источников энергии.

Обзор рынка полировки пластин SiC

Сегментация рынка

• По технологии (механическая полировка и химико-механическая полировка (ХМП)): сегмент химико-механической полировки (ХМП) заработал в 2023 году 248,0 млн долларов США благодаря своей превосходной способности достигать сверхгладких поверхностей с минимальными дефектами на пластинах SiC.
• По типу продукта (полировальные подушечки и суспензии, алмазные порошки и абразивы и другие): сегмент полировальных подушечек и суспензий занимал значительную долю (60,12 %) в 2023 году из-за их важной роли в достижении прецизионного качества поверхности при полировке пластин SiC.
• По размеру пластины (6-дюймовые пластины, 4-дюймовые пластины, 8-дюймовые пластины): прогнозируется, что к 2031 году сегмент 6-дюймовых пластин достигнет 2 483,5 миллиона долларов США благодаря их растущему внедрению в высокопроизводительную силовую электронику и автомобильные приложения.
• По отраслям конечного использования (силовая электроника, радиочастотные и коммуникационные устройства, автомобильная и аэрокосмическая промышленность, промышленность и энергетика): прогнозируется, что к 2031 году сегмент силовой электроники достигнет 2 237,4 миллиона долларов США, что обусловлено растущим спросом на эффективные решения по управлению энергопотреблением в электромобилях, системах возобновляемой энергии и промышленных приложениях.

Рынок полировки пластин SiCРегиональный анализ

В зависимости от региона рынок подразделяется на Северную Америку, Европу, Азиатско-Тихоокеанский регион, Ближний Восток и Африку и Латинскую Америку.

Азиатско-Тихоокеанский рынок полировки пластин SiC занимал значительную долю - 40,32% в 2023 году и оценивалась в 181,5 миллиона долларов США. Этому расширению способствует сильная экосистема производства полупроводников и растущий спрос на силовую электронику на основе SiC.

Страны с хорошо налаженными цепочками поставок и передовыми производственными мощностями вносят значительный вклад в это доминирование. Быстрая индустриализация региона, растущее внедрение электромобилей и расширение систем возобновляемой энергетики подчеркивают растущую потребность в пластинах SiC.

Кроме того, правительственные инициативы, поддерживающие энергоэффективные технологии и электрическую мобильность, ускорили инвестиции в производство и полировку пластин SiC. Присутствие крупных производителей SiC-подложек и поставщиков решений для полировки еще больше укрепляет лидерство Азиатско-Тихоокеанского региона на рынке.

Ожидается, что в отрасли полировки пластин SiC в Северной Америке будет зарегистрирован самый быстрый среднегодовой темп роста - 33,20% за прогнозируемый период. Этот рост обусловлен достижениями в области силовой электроники, автомобильной электрификации и возобновляемых источников энергии.

В регионе расположены ведущие технологические новаторы и исследовательские центры полупроводников, развивающие технологии производства и полировки пластин SiC. Растущее распространение электромобилей в США в сочетании с увеличением инвестиций в зарядную инфраструктуру повышает потребность в высокопроизводительных пластинах SiC.

Кроме того, такие отрасли, как аэрокосмическая и оборонная, все чаще полагаются на компоненты на основе SiC из-за их превосходной теплопроводности и устойчивости к напряжению. Присутствие известных поставщиков SiC-подложек и поставщиков решений CMP в Северной Америке обеспечивает устойчивый рост рынка, поддерживаемый постоянными усилиями в области исследований и разработок, направленных на повышение эффективности полировки и снижение дефектов пластин.

Нормативно-правовая база

• В Соединенных ШтатахАгентство по охране окружающей среды (EPA) регулирует обращение и утилизацию химикатов, используемых при полировке пластин карбида кремния (SiC) в соответствии с Законом о контроле за токсичными веществами (TSCA), чтобы обеспечить безопасность окружающей среды и труда.
• В ЕвропеЕвропейское химическое агентство (ECHA) контролирует использование химикатов при полировке пластин SiC посредством регламента регистрации, оценки, авторизации и ограничения использования химических веществ (REACH).
• В КитаеМинистерство экологии и окружающей среды (MEE) контролирует химические выбросы и утилизацию отходов в процессе полировки пластин SiC, чтобы снизить воздействие на окружающую среду.
• В ЯпонииМинистерство экономики, торговли и промышленности (METI) регулирует химические вещества, используемые при полировке пластин SiC, в соответствии с Законом о контроле над химическими веществами (CSCL), чтобы обеспечить безопасное обращение и утилизацию.
• В ИндииЦентральный совет по контролю за загрязнением окружающей среды (CPCB) контролирует промышленные выбросы и обеспечивает соблюдение стандартов экологической безопасности при полировке пластин SiC.

Конкурентная среда

На мировом рынке полировки пластин SiC присутствует множество игроков, стремящихся удовлетворить растущий спрос на высококачественные полупроводниковые компоненты.

Технологические достижения в методах полировки имеют решающее значение для обеспечения оптимального качества поверхности и производительности пластин карбида кремния. Участники отрасли отдают приоритет инновациям, совершенствуя процессы огранки для повышения производительности и снижения производственных затрат.

• В июле 2024 года компания Axus Technology объявила, что получила заказы на свою систему CMP Capstone® CS200 Series от ведущих производителей SiC-устройств. Система имеет гибкую архитектуру, способную обрабатывать до четырех пластин одновременно, поддерживает пластины диаметром 150 и 200 мм и минимизирует общую стоимость владения. Кроме того, он включает в себя интегрированную очистку после CMP для оптимизации обработки и технологию контроля температуры процесса для повышения скорости удаления, производительности и экономической эффективности.

Динамика рынка также определяется растущим акцентом на индивидуализацию для удовлетворения конкретных потребностей ключевых секторов, таких как автомобилестроение, силовая электроника и возобновляемые источники энергии.

Стратегические инициативы, включая сотрудничество, партнерство и значительные инвестиции в исследования и разработки, используются для укрепления позиций на рынке и получения конкурентных преимуществ. Кроме того, поскольку спрос на передовыеполупроводникипродолжает расти, компании все больше внимания уделяют устойчивости и операционной эффективности.

Технологические достижения, качество продукции и клиентоориентированные решения являются ключевыми отличительными чертами, позволяющими игрокам отрасли извлекать выгоду из возможностей долгосрочного роста по мере роста спроса на SiC-пластины.

Список ключевых компаний на рынке полировки пластин SiC:

• Прикладные материалы, Inc.
• Компания 3М
• Сен-Гобен Керамика и Пластикс, Инк.
• Фудзи Бакелит Ко., Лтд.
• Энтегрис, ООО
• Логитек Лтд.
• EBARA Precision Machinery Europe GmbH
• Компания «Вэлли Дизайн»
• НОРИТАКЕ КО., ЛИМИТЕД
• Хенкель Корпорация
• КИНИК КОМПАНИЯ
• Вибранц Технологии, Инк.
• Корпорация KYOCERA
• Группа компаний Пуреон
• Лапмастер Вольтерс ГмбХ

Последние события (расширение/соглашения/запуск новых технологий)      

• В августе 2024 г., Entegris, Inc. заключила долгосрочное соглашение о поставках с компанией onsemi, чтобы предоставить совместно оптимизированные решения химико-механической планаризации для применений из карбида кремния.  Это партнерство направлено на улучшение процессов полировки пластин и поддержку растущего спроса Onsemi на полупроводники на основе SiC с помощью решений Entegris CMP, включая суспензии, подушечки, щетки и очистку после CMP.
• В июне 2024 г.Компания Synova S.A. объявила о прорыве в профилировании кромок пластин из карбида кремния с помощью технологии Laser MicroJet (LMJ). Инновационная 5-осевая система LCS 305 значительно улучшает фаску и профилирование кромок карбид-кремниевых пластин, сокращая время процесса в 3 раза по сравнению с традиционным шлифованием кромок алмазными кругами. Технология LMJ исключает сколы, повышает прочность на излом и улучшает стабильность профиля пластины.
• В мае 2024 г.Компания Axus Technology заручилась финансированием в размере 12,5 миллионов долларов США от IntrinSiC Investment LLC для расширения своего предложения продуктов CMP для производства устройств SiC, в частности платформ Capstone и Aquarius.