自旋碳市场规模、份额、增长和行业分析，按材料类型（高温自旋碳、常温自旋碳）、按应用（存储器件、逻辑器件、功率器件、先进封装）、按最终用户和区域分析， 2024-2031

市场定义

该市场涉及半导体制造工艺中使用的碳基材料的开发、生产和应用。它包括高温和室温旋涂碳材料，主要用于芯片制造的图案化和蚀刻阶段。

该报告概述了主要增长动力，并得到了预计将在预测期内影响市场发展的区域分析和监管框架的支持。

旋转碳市场概述

2023年全球碳市场规模为2.103亿美元，预计将从2024年的2.739亿美元增长到2031年的17.968亿美元，预测期内复合年增长率为30.83%。

全球半导体制造投资的增加支持了市场的增长。政府和私营部门正在扩大制造能力，以满足全球对人工智能、汽车电子和高速连接所用先进芯片不断增长的需求。

这些投资凸显了对先进材料的需求，例如可以满足下一代半导体生产严格要求的旋涂碳材料。

旋转碳行业的主要公司有 Brewer Science, Inc.、Merck KGaA、Shin-Etsu Chemical Co. LTD、Kayaku AM、DONGJIN SEMICHEM CO LTD.、YCCHEM CO., Ltd.、SAMSUNG、JSR Micro, Inc.、Nano-C 和 Irresistible Materials Ltd.。

此外，越来越多地使用旋涂碳与 EUV 和下一代光刻技术相结合，正在推动市场增长。随着向亚 5 nm 节点的过渡加速，碳材料旋涂对于实现高精度多重图案和可靠的蚀刻掩模变得至关重要。

它们具有很强的薄膜均匀性、耐热性和承受侵蚀性蚀刻的能力，使其非常适合逻辑、存储器和先进封装中的复杂结构。

• 2024 年 6 月，Imec 和 ASML 在荷兰联合成立了高 NA EUV 光刻实验室。这个尖端设施为存储芯片制造商和先进材料和设备供应商提供了第一个高数值孔径 EUV 扫描仪原型和一整套计量和加工工具。

主要亮点：

1. 2023 年碳行业规模旋转为 2.103 亿美元。
2. 预计2024年至2031年该市场将以30.83%的复合年增长率增长。
3. 2023年北美市场份额为45.47%，价值9560万美元。
4. 高温旋转碳细分市场 2023 年收入为 12.04 亿美元。
5. 到 2031 年，存储设备市场预计将达到 5.549 亿美元。
6. 预计到 2031 年，代工部门将产生 9.847 亿美元的收入。
7. 亚太地区预计在预测期内复合年增长率为 30.78%。

投资如何推动市场增长？

在半导体制造能力投资增加的推动下，碳市场的旋转正在经历显着增长。政府和私营部门参与者，特别是北美和亚太地区的政府和私营部门参与者，正在进行大量投资以扩大国内半导体生产。

满足全球对新兴技术中使用的先进芯片不断增长的需求，推动了投资的激增。人工智能、5G和云计算。

随着半导体制造能力的扩大以适应这些新技术，对高性能材料（包括旋涂碳）的需求正在上升。

旋涂碳材料对于满足现代半导体器件的先进光刻和图案化要求至关重要，这使得它们对于生产更小、更高效的芯片至关重要。

• 2025 年 4 月，Applied Materials, Inc. 购买了 BE Semiconductor Industries N.V. (Besi) 9% 的已发行股份。该计划旨在共同开发第一个用于基于芯片的混合键合的完全集成设备解决方案，这是先进半导体封装的主要技术。

这个市场的主要障碍是什么？

阻碍碳旋转市场扩张的一个关键挑战是将这些材料集成到先进半导体工艺节点中的复杂性，特别是当制造过渡到低于 5 纳米技术时。在这样的规模下，即使材料特性的最小偏差也会显着影响产量、可靠性和整体工艺性能。

实现与蚀刻、沉积和清洁步骤的精确兼容性变得越来越要求，​​特别是在多层和三维器件架构中。由于对一致的薄膜均匀性、高热稳定性和超低污染水平的需求，这个问题进一步加剧。

这一挑战可以通过材料供应商和半导体制造商之间的合作来解决，共同开发适合特定制造要求的旋转碳解决方案。

此外，利用先进的建模、实时过程监控和预测质量控制技术可以帮助确保一致的材料行为并加快大批量生产环境中的上市时间。

哪些技术趋势正在塑造市场？

旋涂碳市场正在见证旋涂碳材料与极紫外（EUV）和先进光刻技术相结合的显着趋势。

随着半导体制造商专注于 5 nm 以下工艺节点，对能够在苛刻的蚀刻条件下保持结构完整性并支持精细图案分辨率的材料的需求不断增加。

由于其卓越的蚀刻选择性以及与复杂的多图案工艺的兼容性，旋涂碳材料作为这些环境中可靠的硬掩模层而受到关注。

它们能够降低线边缘粗糙度并支持高深宽比结构，这使得它们在精度和过程控制至关重要的 EUV 工作流程中特别有价值。这种与下一代光刻技术的结合使碳上旋转成为先进半导体制造的关键推动者。

• 2024 年 4 月，英特尔代工厂与 ASML 合作，在其位于俄勒冈州希尔斯伯勒的研发基地成功安装并校准了业界首款商用高数值孔径极紫外 (EUV) 光刻工具。这代表了半导体制造领域的重大进步，可以增强下一代处理器的分辨率和功能扩展，并支持人工智能等新兴技术。

碳市场报告快照

市场细分

• 按材料类型（高温旋涂碳和常温旋涂碳）：由于其卓越的热稳定性和对高性能半导体工艺中高级图案化的适用性，高温旋涂碳细分市场在 2023 年收入为 1.429 亿美元。
• 按应用（存储器件、逻辑器件、功率器件和先进封装）：由于消费电子产品和数据中心对高密度存储解决方案的需求不断增长，2023年存储设备领域的份额将达到30.27%。
• 按最终用户（代工厂、集成器件制造商 (IDM) 和外包半导体组装与测试 (OSAT)）划分：在尖端节点技术投资不断增长以及为全球客户批量生产先进芯片的推动下，代工厂市场预计到 2031 年将达到 9.847 亿美元。

北美和亚太地区的市场情况如何？

按地区划分，市场分为北美、欧洲、亚太地区、中东和非洲以及拉丁美洲。

2023年，北美碳旋转市场份额约为45.47%，价值9560万美元。这种主导地位归因于成熟的半导体制造商、先进的研究基础设施以及尖端光刻技术的早期采用。

政府对国内芯片生产的大力支持以及对高性能计算、人工智能和数据中心技术的战略投资进一步促进了区域市场的扩张。

该地区在半导体制造能力方面进行了大量投资，建造或扩建了大型制造工厂，以支持领先的节点。

尤其是美国，拥有多家全球半导体领导者和材料创新者，他们是先进光刻和蚀刻中旋涂碳材料的早期采用者。

• 2025 年 3 月，台积电宣布追加投资 1000 亿美元，以扩大其在美国的先进半导体制造业务，补充其在亚利桑那州凤凰城现有的 650 亿美元投资。此次扩建包括两个先进的封装设施、一个尖端的研发中心和新的制造工厂，这是美国历史上最大的外国直接投资。

亚太地区碳产业旋转预计在预测期内以 30.78% 的复合年增长率增长。这种快速增长是由该地区不断扩大的半导体制造能力刺激的，特别是在韩国、台湾、中国和日本等国家。

对消费电子产品的高需求、先进封装的日益采用以及对存储器和逻辑器件生产的持续投资正在推动区域市场的扩张。主要材料供应商的存在和竞争激烈的制造格局进一步支持了这种增长。

此外，消费电子产品、智能手机和计算设备的需求不断增长，有助于区域市场的扩张，所有这些都需要日益紧凑和强大的半导体元件。

随着半导体节点不断缩小，旋涂碳在实现精确光刻图案化方面发挥着关键作用，特别是在多重图案化和 3D 集成技术中。

亚太地区在内存和逻辑芯片生产方面的强大影响力进一步导致旋涂碳在 DRAM、NAND 闪存和片上系统应用中的使用增加。

监管框架

• 在美国碳材料旋转的监管框架受环境保护局 (EPA) 和职业安全与健康管理局 (OSHA) 的监督。这些机构制定了空气和水质量、危险材料处理以及半导体制造中工人安全的标准。
• 在欧洲欧洲化学品管理局 (ECHA) 执行化学品注册、评估、授权和限制 (REACH) 法规，该法规管理化学品的安全使用和处理，包括用于碳旋涂等半导体工艺的化学品。 REACH 确保制造商提供安全数据表并遵守环境和安全标准。

竞争格局

随着企业加紧努力提高产品性能、规模化制造和支持先进的半导体工艺节点，碳行业的竞争正在加剧。

领先企业的共同策略是扩大研发能力，开发下一代旋涂碳配方，提高抗蚀刻性、热稳定性以及与极紫外 (EUV) 和多重图案光刻的兼容性。

此外，行业参与者正在与半导体代工厂和设备制造商形成战略合作。通过参与联合开发项目和早期材料鉴定计划，Spin on Carbon 供应商旨在使其产品与特定的工艺集成需求保持一致。

这使得他们的材料能够更快地在批量生产中得到采用，并加强了他们在半导体供应链中的地位。此外，市场参与者正在优先考虑通过新的制造设施或本地化合作伙伴关系进行地域扩张，以支持不断增长的需求，特别是在亚太地区和北美地区。

增强区域影响力可以减少交货时间和物流成本，同时还可以为运营大批量制造工厂的客户提供更紧密的技术支持。

Spin on Carbon 市场的顶尖公司：

• 布鲁尔科学公司
• 默克公司
• 信越化学工业株式会社
• 化药AM
• 东进半导体有限公司
• 永成化工有限公司
• 三星
• JSR 微公司
• 纳米C
• 不可抗拒材料有限公司

最新进展（产品发布）

• 2023年6月, Brewer Science, Inc. 推出了其突破性的高温稳定间隙填充平坦化材料 OptiStack SOC450。这种先进材料在 N2 烘烤过程中可在高达 550°C 的温度下实现零收缩，通过确保下一代半导体制造中平坦化和间隙填充的卓越热稳定性和性能，彻底改变了先进的 EUV 和 ArF 工艺。