化学的機械的平坦化の世界市場

株式会社グローバルインフォメーション（所在地：神奈川県川崎市、代表者：樋口 荘祐、証券コード：東証スタンダード 4171）は、市場調査レポート「化学的機械的平坦化の世界市場」（Global Industry Analysts, Inc.）の販売を2月4日より開始いたしました。

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化学的機械的平坦化の世界市場は2030年までに91億米ドルに達する見込み

2023年に64億米ドルと推定される化学的機械的平坦化の世界市場は、分析期間2023-2030年にCAGR 5.3%で成長し、2030年には91億米ドルに達すると予測されます。本レポートで分析したセグメントの1つであるIC製造アプリケーションは、CAGR 5.6%を記録し、分析期間終了時には28億米ドルに達すると予測されます。MEMS&NEMSアプリケーション分野の成長率は、分析期間中CAGR 5.8%と推定されます。

米国市場は17億米ドル、中国はCAGR 8.0％で成長予測

米国の化学的機械的平坦化市場は、2023年に17億米ドルと推定されます。世界第2位の経済大国である中国は、分析期間2023-2030年のCAGR 8.0％を追い風に、2030年までに20億米ドルの市場規模に達すると予測されています。その他の注目すべき地域別市場としては、日本とカナダがあり、分析期間中のCAGRはそれぞれ2.8％と4.9％と予測されています。欧州では、ドイツがCAGR 3.1%で成長すると予測されています。

世界の化学的機械的平坦化市場動向と促進要因まとめ

化学的機械的平坦化とは何か、なぜ半導体製造に不可欠なのか？

化学的機械的平坦化（CMP）は、半導体製造における重要なプロセスであり、マイクロチップの製造に必要な超平坦面の実現に不可欠です。CMPでは、余分な材料を除去してウエハー表面を平坦にするために、化学スラリーと機械的研磨の両方を同時に適用します。この工程は、現代のマイクロプロセッサー、メモリーチップ、その他の集積回路（IC）に見られる多層回路を作るための基本です。CMPがなければ、電子機器の小型化、高速化、エネルギー効率の向上に対する高まる要求を満たすために必要な、複雑な多層構造を構築することは不可能でしょう。寸法がナノメートル単位で測定される半導体業界では、ウエハー表面の凹凸が欠陥につながり、歩留まりと性能を低下させます。CMPは、銅、タングステン、誘電体絶縁体などの各材料の層が、次の層を追加する前に完全に水平になることを保証し、メーカーが正確なトポグラフィー制御を達成することを可能にします。このプロセスは、スマートフォン、データセンター、AIアプリケーションなど、性能と電力効率が最優先される先端技術に必要な高密度チップの製造に不可欠です。

先端ノード技術の課題に対応するため、CMPはどのように進化してきたか？

半導体産業がより微細で複雑なノードへと進歩するにつれ、化学的機械的平坦化は、こうした進歩に伴う新たな課題に対応するために進化してきました。7nm、5nm、3nm技術のイントロダクション伴い、表面平坦性と欠陥制御に対する要求はより厳しくなっています。初期のCMPは二酸化ケイ素やアルミニウムのような標準的な材料に重点を置いていましたが、今日の先端ノード技術では、低誘電率材料、銅配線、さらには3D NANDやFinFET構造に使用される先端材料など、よりエキゾチックな材料に合わせた研磨プロセスが必要とされています。CMP技術における重要な技術革新の一つは、ディッシング、浸食、スクラッチなどの欠陥を最小限に抑えながら、これらの新しい材料を扱うために特別に調合された、カスタマイズされたスラリーと研磨パッドの開発です。さらに、終点検出技術が飛躍的に向上し、CMPプロセスをリアルタイムで監視できるようになったため、材料除去が目的の厚さで正確に停止するようになりました。チップ設計の高密度化と複雑化に伴い、CMPは、コスト効率を維持しながら、より高い精度、ばらつきの低減、不良率の低減を実現し、適応しなければならなくなりました。この技術的進化は、より小さく、より速く、より効率的なチップを目指す半導体業界の絶え間ない動きに対応するために不可欠なものです。

CMPが直面する主な課題とその対処法とは？

CMPは、その重要性にもかかわらず、半導体製造における最適な性能と歩留まりを確保するために、慎重に管理しなければならないいくつかの課題に直面しています。最も重要な課題の一つは、CMPプロセス中の欠陥の管理です。スラリーや研磨パッドの微粒子がウエハー表面の傷やピットを引き起こし、最終製品を損なう欠陥につながる可能性があります。これを軽減するため、メーカーはよりクリーンなスラリーに投資し、粒子汚染の可能性を減らすために濾過システムを改良しています。もう一つの課題は、CMPプロセスのばらつきです。特にウエハーサイズが大きくなると、ウエハー全体で均一な材料除去を達成することが難しくなります。このばらつきは、ある部分では過剰に研磨され、他の部分では研磨不足になる可能性があり、歩留まりの低下を招きます。この問題に対処するため、リアルタイムのプロセス制御と自動化が進歩し、より一貫性のある精密な研磨結果が得られるようになりました。さらに、3D積層や高アスペクト比フィーチャーなど、デバイスアーキテクチャの複雑化に伴い、異なるレイヤー間で均一な平坦化を維持することに新たな困難が加わっています。ウエハの完全性を維持しながら、これらの複雑な構造を扱うために、新しい研磨マテリアルや研磨技術が開発されています。最終的には、これらの課題を克服することが、CMPが高性能半導体デバイスの製造を可能にし続けるために極めて重要です。

化学的機械的平坦化市場拡大の要因は？

化学的機械的平坦化市場の開拓を後押ししているのは、半導体製造の進歩、コンシューマーエレクトロニクス需要の増加、次世代技術開発の進展と密接に関連するいくつかの要因です。主な要因のひとつは、半導体ノードの微細化が進んでいることです。このような先端ノードでは、多層材料の成膜とパターニングを行うため、欠陥のない表面を確保する高精度のCMPプロセスが必要となります。また、高性能コンピューティング（HPC）や人工知能（AI）チップの需要が高まっていることも大きな成長要因となっています。これらのチップでは、3D積層や異種集積などの先進パッケージング技術が必要とされますが、いずれも表面の平坦性を確保するためにCMPに大きく依存しています。また、5G技術の採用拡大やデータセンターの拡大も、CMPの需要増加をもたらしています。これらのアプリケーションでは、処理速度の高速化と消費電力の低減を実現する、より高度な半導体が必要とされるためです。さらに、電気自動車（EV）や自律走行システムの台頭も市場の成長に寄与しています。これらの産業では、複雑で信頼性の高いチップが必要とされ、その製造にはCMPが用いられているからです。最後に、CMPスラリーや消耗品の継続的な技術革新は、より高い精度と低欠陥率のニーズに後押しされ、市場拡大を後押ししています。これらの要因と半導体設計の複雑化が相まって、さまざまな業界で高度なCMP技術への需要が高まっており、CMP市場の継続的な成長が確実なものとなっています。

調査対象企業の例（全38件）
・Air Products and Chemicals, Inc.
・Applied Materials, Inc.
・Cabot Microelectronics
・Dow Electronic Materials
・EBARA Corporation
・Fujimi Incorporated
・Hitachi Chemical Co., Ltd.
・Lam Research Corporation
・Lapmaster Wolters GmbH
・Okamoto Machine Tool Works, Ltd.

目次
第1章 調査手法
第2章 エグゼクティブサマリー
第3章 市場分析
第4章 競合

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