Размер рынка кремния на изоляторе, доля, рост и отраслевой анализ, по типу пластины (RF SOI, полностью истощенная, частично истощенная, энергетическая SOI, другие), по размеру пластины (200 мм, 300 мм), по технологии, по продукту, по отрасли конечного использования и региональный анализ, 2024-2031

Определение рынка

Рынок охватывает полупроводниковые материалы и технологии, в которых используется слоистый кремний на изоляционных структурах для повышения производительности, энергоэффективности и масштабируемости электронных компонентов. Пластины SOI имеют тонкий слой кремния, отделенный от основной подложки диоксидом кремния, что снижает нежелательную емкость и потери мощности.

Производители микросхем, литейные заводы и OEM-производители используют решения на основе SOI для разработки высокопроизводительных интегральных схем с низким энергопотреблением, особенно в требовательных приложениях, таких как 5G, IoT (Интернет вещей), автономные транспортные средства и ускорители искусственного интеллекта.

Эти технологии находят применение в различных секторах, включая бытовую электронику, автомобильные системы, центры обработки данных, радиочастотную связь и промышленную автоматизацию.

Кремний на рынке изоляторовОбзор

Объем мирового рынка кремния и изоляторов оценивался в 1293,8 млн долларов США в 2023 году и, по прогнозам, вырастет с 1479,1 млн долларов США в 2024 году до 5858,3 млн долларов США к 2031 году, демонстрируя среднегодовой темп роста 21,73% в течение прогнозируемого периода.

Рынок кремния на изоляторе (SOI) растет благодаря резкому росту спроса на высокопроизводительную и энергоэффективную бытовую электронику, такую ​​как смартфоны, планшеты и другие устройства.носимые устройстваускоряет внедрение SOI благодаря низкому энергопотреблению и высокой скорости работы.

С глобальным расширением сетей 5G и экосистем IoT растет потребность в чипах на основе SOI, которые обеспечивают надежную высокочастотную связь. Кроме того, в автомобильном секторе переход на электромобили и автономное вождение стимулирует спрос на полупроводники SOI, которые обеспечивают долговечность и эффективность ADAS и энергетических систем.

Основными компаниями, работающими в индустрии кремния на изоляторах, являются Atomera, GlobalWafers, Honeywell International Inc., NXP Semiconductors, Okmetic, Qorvo, Shanghai Simgui Technology, Shin-Etsu Chemical, Silicon Valley Microelectronics, Skyworks Solutions, Soitec, STMicroelectronics, Sumco, Taiwan Semiconductor Manufacturing и Tower. Полупроводник.

Растущий акцент на фотонике и интегрированных оптических технологиях стимулирует спрос на доступные и высококачественные материалы КНИ. Недавние разработки, которые позволяют исследователям и небольшим учреждениям получать доступ к субстратам КНИ в небольших объемах, устраняют входные барьеры и способствуют инновациям в фотонике.

• В апреле 2024 года UniversityWafer выпустила новые подложки кремния на изоляторе (SOI) с толщиной слоя 220 нм, что произвело революцию в исследованиях фотоники на кристалле. Эти подложки позволяют исследователям приобретать всего одну пластину или нарезанные кубиками детали, что делает высококачественные материалы КНИ более доступными для приложений фотоники, особенно для тех, у кого ограниченный бюджет.

Ключевые моменты:

1. Объем рынка кремния на изоляторах в 2023 году составил 1293,8 миллиона долларов США.
2. Прогнозируется, что в период с 2024 по 2031 год рынок будет расти в среднем на 21,73%.
3. В 2023 году доля рынка Азиатско-Тихоокеанского региона составила 33,82% при оценке в 437,6 млн долларов США.
4. Сегмент СОИ РФ в 2023 году получил выручку в размере 353,2 млн долларов США.
5. Ожидается, что к 2031 году сегмент 200 мм достигнет 3165,3 миллиона долларов США.
6. Сегмент SOI облигаций будет расти устойчивыми среднегодовыми темпами в 21,86% в течение прогнозируемого периода.
7. Ожидается, что к 2031 году сегмент продукции РФ ФЭМ обеспечит наибольшую долю выручки — 29,94%.
8. Ожидается, что к 2031 году сегмент бытовой электроники достигнет 1461,2 млн долларов США.
9. Ожидается, что в течение прогнозируемого периода среднегодовой темп роста в Северной Америке составит 22,29%.

Драйвер рынка

Расширение сетей 5G и IoT

• В июле 2024 года Soitec расширила сотрудничество с UMC, чтобы представить первое 3D-ИС решение для технологии RF-SOI, разработанное для приложений 5G. Это позволяет размещать чипы вертикально, уменьшая размер чипа более чем на 45 %, одновременно улучшая интеграцию радиочастотных компонентов для удовлетворения потребностей в полосе пропускания 5G, сохраняя при этом оптимальные радиочастотные характеристики.

Рыночный вызов

Высокие производственные затраты

Производство пластин КНИ требует передовых технологий, таких как соединение пластин, ионная имплантация и прецизионное травление, что делает процесс значительно более сложным, чем процесс изготовления обычных кремниевых пластин. Эти дополнительные шаги приводят к увеличению капитальных вложений и эксплуатационных расходов.

В результате общая стоимость единицы компонентов на основе SOI остается высокой, что может сдерживать их внедрение, особенно среди производителей, работающих с ограниченной прибылью. Это особенно сложно на рынках бытовой электроники и других крупных и чувствительных к затратам рынках. Снижение производственных затрат остается ключевым препятствием на пути более широкого проникновения на рынок КНИ.

Рыночный тренд

Достижения в области проектирования радиочастотных интерфейсов с использованием технологии SSROI

На рынке кремния и изоляторов наблюдается сдвиг в сторону инноваций на уровне подложки для удовлетворения потребностей 5G и новых технологий 6G. Усовершенствования в подложках RF-SOI позволяют улучшить управление питанием, снизить потери сигнала и улучшить частотные характеристики во входных радиочастотных модулях.

Для уменьшения сопротивления и рассеяния примесей используются передовые материалы и методы контроля легирования, такие как введение кислорода и эпитаксиальное наслоение. Эти инновации позволяют производителям устройств совершенствовать масштабирование КМОП, обеспечивая при этом большую эффективность и целостность сигнала.

• В феврале 2025 года компании Atomera Incorporated, Soitec и Государственный университет Сан-Хосе совместно представили совместную статью о новой подложке RF-SOI для повышения производительности радиочастотных устройств. Предлагаемая подложка SSROI (сверхкрутая ретроградная вставка кислорода) решает проблемы диффузии бора в традиционных RF-SOI за счет включения кремниевого слоя с внедренным кислородом и нелегированного эпитаксиального кремниевого слоя.

Обзор рынка кремния на изоляторах

Сегментация рынка

• По типу пластины (RF SOI, полностью истощенная (FD SOI), частично истощенная (PD SOI), силовая SOI и другие): сегмент RF SOI заработал 353,2 миллиона долларов США в 2023 году благодаря растущему спросу на высокопроизводительные интерфейсные радиочастотные модули в смартфонах 5G и устройствах IoT.
• По размеру пластины (200 мм, 300 мм): сегмент 200 мм занимал 54,14% рынка в 2023 году благодаря своей экономической эффективности и широкому использованию в производстве радиочастотных и силовых устройств.
• По технологиям (умная резка, склеивание SOI, перенос слоев SOI). По прогнозам, к 2031 году сегмент интеллектуальной резки достигнет 2444,3 миллиона долларов США благодаря высокой точности, масштабируемости и меньшим потерям материала при производстве пластин SOI.
• По продуктам (продукты RF FEM, устройства MEMS, силовые продукты, оптическая связь, распознавание изображений и другие): сегмент продуктов RF FEM занимал 29,90% рынка в 2023 году благодаря растущей интеграции радиочастотных компонентов в смартфоны и устройства беспроводной связи.
• По отраслям конечного использования (бытовая электроника, автомобилестроение, ИТ и телекоммуникации, промышленность, аэрокосмическая и оборонная промышленность, другие): сегмент бытовой электроники заработал в 2023 году 321,9 млн долларов США благодаря растущему использованию технологии SOI в мобильных устройствах, носимых устройствах и высокопроизводительных потребительских гаджетах.

Кремний на рынке изоляторовРегиональный анализ

В зависимости от региона мировой рынок разделен на Северную Америку, Европу, Азиатско-Тихоокеанский регион, Ближний Восток и Африку и Южную Америку.

В 2023 году доля кремния на рынке изоляторов Азиатско-Тихоокеанского региона составляла около 33,82% при оценке в 437,6 млн долларов США. Азиатско-Тихоокеанский регион доминирует на мировом рынке благодаря быстро развивающейся полупроводниковой промышленности в регионе, особенно в таких странах, как Тайвань, Япония и Южная Корея, которые являются ключевыми игроками в производстве полупроводников и инновациях.

Растущий спрос на передовые технологии, такие как 5G, Интернет вещей и автомобильные приложения, также способствует росту использования подложек SOI в регионе. Кроме того, наличие крупныхполупроводниклитейные и технологические компании в сочетании с крупными инвестициями в исследования и разработки способствуют дальнейшему росту рынка в Азиатско-Тихоокеанском регионе.

Кроме того, правительство Индии заключило меморандумы о взаимопонимании (МоВ) с США, Европейским Союзом, Японией и Сингапуром для укрепления международного сотрудничества, поддержки развития навыков и продвижения исследований в полупроводниковом секторе. Правительство сосредоточено на создании экосистемы проектирования и производства полупроводников внутри страны, уделяя особое внимание развитию исследований и разработок.

• В январе 2025 года правительство Индии утвердило программу Semicon India с общими затратами в 9,2 миллиарда долларов США, направленную на развитие экосистемы производства полупроводников и дисплеев в стране.

Индустрия кремния и изоляторов в Северной Америке ожидает значительный рост с устойчивым среднегодовым темпом роста 22,29%. Этот рост в первую очередь обусловлен сильным акцентом региона на полупроводниковых инновациях и растущим спросом на пластины SOI в высокопроизводительных приложениях, таких как автомобилестроение, телекоммуникации и бытовая электроника.

Правительственные инициативы расширяют региональные возможности полупроводников за счет создания местного производства современных кремниевых пластин. Они повышают устойчивость цепочки поставок и снижают зависимость от внешних источников. Это также поддерживает инновации и технологический прогресс в полупроводниковой промышленности. .

• В июле 2024 года Министерство торговли США объявило о планах предоставить тайваньской компании GlobalWafers гранты на сумму до 400 миллионов долларов США. Финансирование будет направлено на поддержку проектов в Техасе и Миссури, что ознаменует создание первого в США производства 300-мм кремниевых пластин для современных полупроводников. Это также позволит расширить внутреннее производство пластин кремния на изоляторе, укрепив национальную цепочку поставок полупроводников.

Нормативная база

• В СШАМинистерство торговли (DOC) регулирует полупроводниковую промышленность, проводя политику стимулирования внутреннего производства. Он также курирует инициативы по финансированию для поддержки производства чипов и снижения зависимости от иностранных поставщиков. DOC играет ключевую роль в управлении экспортным контролем, связанным с полупроводниковыми технологиями.
• В ВеликобританииДепартамент бизнеса и торговли (DBT) управляет политикой в ​​области полупроводников и промышленной стратегией. Основное внимание уделяется привлечению инвестиций и поддержке устойчивости цепочки поставок.

Конкурентная среда

Участники рынка расширяют свои производственные возможности, чтобы удовлетворить растущий спрос на пластины SOI в различных секторах, включая телекоммуникации, автомобилестроение и промышленность. Гонка за улучшением радиочастотных характеристик и энергоэффективности в сочетании с расширением производственных мощностей подчеркивает конкурентный характер рынка КНИ.

Акцент на мобильную связь нового поколения, автомобильные инновации и интеграцию передовых технологий стимулирует постоянное сотрудничество и инновации во всей отрасли.

• В декабре 2024 года Soitec и GlobalFoundries объявили о своем сотрудничестве по производству усовершенствованных 300-мм подложек RF-SOI для ведущей технологической платформы RF-SOI GF, включая платформу 9SW. Партнерство будет поддерживать модули радиочастотного интерфейса 5G, 5G-Advanced, Wi-Fi и других интеллектуальных мобильных устройств. Подложки RF-SOI от Soitec улучшат радиочастотные характеристики, энергоэффективность и масштабируемость, а начиная с 2025 года они станут доступны для смартфонов премиум-класса и устройств следующего поколения.

Список ключевых компаний кремния на рынке изоляторов:

• Атомера
• ГлобалВафли
• Ханивелл Интернэшнл Инк.
• НХП Полупроводники
• Окметик
• Корво
• Шанхайская технология Simgui
• Шин-Эцу Кемикал
• Микроэлектроника Кремниевой долины
• Скайворкс Решения
• Соитек
• СТМикроэлектроника
• Сумко
• Тайваньское производство полупроводников
• Башня полупроводников

Последние события (слияния и поглощения/запуск новых продуктов)

• В июле 2024 г.L&T Semiconductor Technologies приобрела 100% акций стартапа SiliConch Systems, занимающегося разработкой полупроводников, за 21 миллион долларов США. Благодаря этому приобретению L&T стремится расширить свое присутствие в сфере производства полупроводников без производственных мощностей за счет интеграции портфеля SoC IP от SiliConch.
• В марте 2023 г.Okmetic, ведущий поставщик передовых кремниевых пластин для МЭМС, датчиков, радиочастотных и силовых устройств, представил возможность Terrace Free SOI для своих 200-мм пластин «кремний на изоляторе» (BSOI) и E-SOI. Новая технология предназначена для оптимизации использования пластин и повышения производительности производителей устройств.