Markt-Trends von Reinraumtechnik Industrie
Die Halbleiterfertigung wird der größte Endverbraucher sein
- Reinräume sind ein notwendiger Bestandteil der Halbleiterfertigung, da diese Branche bei der Herstellung empfindlicher Mikroelektronik in hohem Maße auf Reinraumumgebungen angewiesen ist. Halbleiterchips kommen in jedem computergestützten Gerät zum Einsatz – von Haushaltsgegenständen wie Mobiltelefonen bis hin zu komplexen Maschinen wie Fahrzeugen, Verteidigungstechnik oder Raumfahrzeugen. Sie werden aus hochsensiblen Materialien hergestellt, sodass empfindliche Schichten entstehen, die sorgfältig bearbeitet werden müssen. Daher müssen Aufgaben wie die Herstellung, Prüfung und Verpackung von Halbleiterchips in einer kontrollierten Reinraumumgebung durchgeführt werden.
- Halbleiter-Reinräume gehören zu den anspruchsvollsten Reinräumen. Da die Linienbreiten der Fotolithografie unter 0,1 Mikrometer liegen, entsprechen diese Reinräume normalerweise der Reinraumklasse 10 oder 100 (ISO-4 oder ISO-5). Darüber hinaus gelten für Halbleiter-Reinräume strenge Temperatur- und Feuchtigkeitsanforderungen. Die Größe solcher Reinräume kann zwischen 500 SF und 500.000 SF variieren; Normalerweise werden in Halbleiter-Reinräumen ULPA-Filter anstelle von HEPA-Filtern verwendet, um zu verhindern, dass selbst kleinste Partikel im Submikronbereich in den Reinraum gelangen. Während HEPA-Filter bei 0,3 U 99,97 % der Partikel auffangen können, können ULPA-Filter bei 0,12 U 99,999 % der Partikel auffangen.
- Aufgrund extrem feiner Linienbreiten reagieren die Fertigungsprozesse in Halbleiter-Reinräumen sehr empfindlich auf Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen. Normalerweise benötigen Halbleiter-Reinräume +1 Grad Fahrenheit und +5 % oder 10 % relative Luftfeuchtigkeit. Dies erfordert spezielle Lüftungsgeräte für jeden Raum mit heißen und kalten Elementen. Die meisten Halbleiter-Reinräume verfügen über spezielle Kältemaschinen und Boiler zur Unterstützung des HVAC-Systems. Darüber hinaus trägt das in Halbleiter-Reinräumen arbeitende Personal in der Regel Hasenanzüge, Stiefeletten, Hauben, Masken und Handschuhe, um zu verhindern, dass Partikel in den Reinraum gelangen. Nach dem Anziehen durchläuft das Personal oft eine Reinraum-Luftdusche, die es mit HEPA-gefilterter Luft ausbläst, um alle Partikel von der Außenseite seiner Reinraum-Kleidung zu entfernen.
- Darüber hinaus sind die weltweit steigenden Investitionen in die Halbleiterindustrie ein wesentlicher Wachstumstreiber für den Markt. Beispielsweise verabschiedete die Regierung der Vereinigten Staaten im August 2022 den CHIPS and Science Act, der darauf abzielt, die Herstellung von Halbleiterchips im Land anzukurbeln. Es genehmigte staatliche Subventionen in Höhe von rund 52 Milliarden US-Dollar für die Halbleiterfertigung und -forschung in den USA sowie geschätzte 24 Milliarden US-Dollar an Investitionssteuergutschriften für Halbleiterchiphersteller.
- Aus diesem Grund erfordert die wachsende Nachfrage nach Nanotechnologie und Halbleitern die Implementierung anspruchsvollerer Reinraumverfahren. Das Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) stellt die Micro and Nanofabrication Clean Room (MNCR)-Einrichtung zur Verfügung, die im Center for Materials, Devices, and Integrated Systems (CMDIS) untergebracht ist und das BYOND-Programm für Studenten im Grundstudium anbietet, die eine solide Grundlage schaffen und erwerben möchten Ausbildung für eine Karriere in diesem Bereich.
- Da die Halbleiterindustrie deutlich expandiert und in der APAC-Region dominiert, wird erwartet, dass die Region dem untersuchten Markt ein erhebliches Wachstumspotenzial bietet. Die erste moderne Reinraumanlage weltweit lässt sich auf die 1960er-Jahre zurückdatieren, und die Reinraumanlage wurde in den 1980er-Jahren in den Entwicklungsländern Asiens, darunter Malaysia, eingeführt.
- Aufgrund des Wachstums der Halbleiter- und Mikroelektronikindustrie verlagerte sich die Reinraumtechnik in den 1990er Jahren von den USA nach Asien. US-Unternehmen wie Intel, Dell, Motorola usw. errichteten in dieser Zeit ihre Produktionsstätten in Asien, was das Wachstum der Reinraumindustrie in Asien vorangetrieben hat.
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Nordamerika wird voraussichtlich einen erheblichen Marktanteil halten
- Es wird erwartet, dass Nordamerika im prognostizierten Zeitraum ein deutliches Wachstum verzeichnen wird, vor allem aufgrund der steigenden Aftermarket-Verkäufe und der Verlagerung hin zu modifizierten Schnitttechniken in der Region.
- Dieses Wachstum ist größtenteils auf die wachsende Biotechnologiebranche zurückzuführen, die insbesondere im Vergleich zur Automobil-, Chemie- und Stahlindustrie noch jung ist. Das Wachstum der Biotechnologiebranche ist eine einzigartige Geschichte, und doch ruht es auf den gleichen Grundlagen wie andere Segmente der amerikanischen Industrie.
- Jahrelange Forschung, sowohl staatlich als auch privat finanziert, liefert weiterhin eine Wissensbasis, die weltweit ihresgleichen sucht. Durch die Bioproduktion wurde in den Vereinigten Staaten nachhaltige Biomasse in neue Produkte umgewandelt und bietet eine Alternative zur erdölbasierten Produktion für Chemikalien, Medikamente, Kraftstoffe, Materialien und mehr.
- Beispielsweise unterzeichnete Präsident Biden im September 2022 eine Executive Order (EO) zur Förderung von Biotechnologie- und Bioproduktionsinnovationen für eine nachhaltige, sichere und geschützte amerikanische Bioökonomie. In der EO legte der Präsident seine Vision für einen gesamtstaatlichen Ansatz zur Förderung der Biotechnologie und Bioproduktion dar, indem er eine Forschungsagenda erstellte, die den grundlegenden und anwendungsorientierten Forschungs- und Entwicklungsbedarf umreißt, der zu innovativen Lösungen in den Bereichen Gesundheit, Klimawandel, Energie, Ernährungssicherheit, Landwirtschaft, Widerstandsfähigkeit der Lieferkette sowie nationale und wirtschaftliche Sicherheit.
- Angesichts des wachsenden Biotechnologiesektors wurden von den regionalen Akteuren erhebliche Investitionen in die Reinraumtechnologie getätigt. Beispielsweise gab Charles River Laboratoires International, Inc. im November 2022 die Erweiterung seiner CDMO-Anlage (Cell Therapy Contract Development and Manufacturing) in Memphis, Tennessee, bekannt neun (9) hochmoderne Verarbeitungssuiten, zusätzlich zu 16 Reinräumen.
- Darüber hinaus freuen sich die regionalen Länder vor allem auf die Stärkung der Chipherstellung, die Amerika bei den strategischen Technologien der Zukunft helfen soll, darunter KI, 5G, Quantencomputing und mehr, die über Jahrzehnte hinweg die globale wirtschaftliche und militärische Führung bestimmen werden kommen. Laut einem neuen Bericht der Semiconductor Industry Association hat die US-Regierung eine strategische Chance, den jahrzehntelangen Trend der rückläufigen Chipproduktion in Amerika umzukehren, die nationale Sicherheit zu stärken, die Lieferketten widerstandsfähiger zu machen und das Land zu einem der besten zu machen attraktive Standorte der Welt für die Halbleiterproduktion. Es wird erwartet, dass dieses Wachstum dem nordamerikanischen Markt für Reinraumtechnologie große Impulse verleihen wird, da die Unternehmen ihre Pläne angekündigt haben, die Region in den kommenden Jahren zu vergrößern.
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