マーケットトレンド の 半導体産業 産業
半導体デバイス・セグメントでディスクリート半導体が大きなシェアを占める
- 高エネルギーで電力効率の高いデバイスに対する需要の高まり、ワイヤレスおよびポータブル電子製品の普及の増加、さらに電動化へのシフトによる自動車産業でのこれらのデバイスの使用の増加が、このセグメントの成長を促進する主な要因の一部である。
- ディスクリート半導体の重要なトレンドのひとつは、効率的な電源管理である。新しいシステム・アーキテクチャは、AC-DC電源アダプタの効率を向上させると同時に、サイズと部品点数を削減している。Power-over-Ethernet（PoE）の新しい規格は、より高い電力転送を可能にし、コネクテッド照明のような新しいクラスのデバイスの開発を可能にする。
- MOSFETは、スイッチング電源がパワーMOSFETの最も一般的な用途であることから、電気通信分野で常に重要な役割を果たしており、MOS RFパワー・アンプにも一般的に利用されているため、モバイル・ネットワークがアナログからデジタルに移行することを可能にしている。エリクソンによると、5Gの契約数は2022年第1四半期に7,000万件増加し、約6億2,000万件に達した。2022年末までには、その数は10億に達すると予測されている。このような理由は、パワー半導体の需要に拍車をかけ、MOSFETの需要を増加させ、通信分野でのいくつかのブレークスルーにつながる。
- さらに、様々なディスクリート半導体の中でIGBTの需要が牽引役となっており、低電力コンバータに広く使用されている。自動車、その他のモーター駆動装置、再生可能エネルギー・システムの電力変換用半導体スイッチとして最も普及しているのはディスクリートIGBTである。また、自動車、家電、産業、IT・通信、ヘルスケア、航空宇宙・防衛など、さまざまな分野で絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（IGBT）デバイスの使用が拡大していることも主な原動力となっている。
- ディスクリートIGBTアプリケーションの大半は、インバータ、エアコンや洗濯機などの各種消費財、パソコンに使用される部品であるスイッチング・モード電源（SMPS）、溶接機器、ソフトスイッチングやストロボ・フラッシュ制御用の電子レンジ、電気調理器、IHコンロなどの誘導加熱装置などである。UPS、パワー・コンディショナー、エアコンなど、低電流用途にディスクリートIGBTを使用する家電製品の需要が増加していることが、ディスクリートIGBT市場の成長を牽引している。ディスクリートIGBTは、民生機器での電力損失が最も低いことが分かっており、このことがこのセグメントの市場成長に影響を与える主要因になると予想される。
この市場を形作る主な傾向を理解する
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半導体材料セグメントで製造が大きな市場シェアを占める
- 半導体製造材料は、民生用電子機器、ハイエンドデータセンター、自動車アプリケーション、医療機器、IoT機器、パワーエレクトロニクスなどに見られる高度なマイクロエレクトロニクスの重要なビルディングブロックを形成している。このセグメントには、プロセスケミカル、フォトマスク、電子ガス、フォトレジスト補助材料、スパッタリングターゲット、シリコンなどの材料が含まれる。
- 半導体製造材料の需要を促進する主な要因の1つは、電気、電子、自動車、通信産業におけるデジタル集積ICの使用の増加である。さらに、ソーラーパネル、風力タービンや水力タービンの駆動装置やポンプ、エネルギー変換における保護回路など、効率と最小限の電力損失を確保するために半導体が広く応用されているため、エネルギー分野への投資が増加していることも、この分野の成長にプラスに働くと予想される。例えば、IEAによると、世界のエネルギー投資は2022年に8％増加し、2兆4,000億米ドルに達する。さらにIRENAによると、再生可能エネルギーへの支出は着実に増加し、市場を押し上げると予想されている。
- 幅広い材料が半導体の特性を示すことができるが、一部の材料は、その特異な特性により、電子デバイスの製造により一般的に使用されている。最も普及している半導体材料は、シリコンとガリウムヒ素の2つである。シリコンは最も広く使われている半導体材料で、その主な理由は、その豊富さ、低コスト、高温でも比較的安定した特性である。シリコンの電気伝導率は約1000S/mである。さらに、シリコンは製造インフラが確立されており、メーカーにとって魅力的な選択肢となっている。しかし、シリコンは他の材料に比べて電子移動度が低く、高速デバイスの性能が制限されるなどの欠点もある。
- ガリウム砒素も人気のある半導体材料で、高い電子移動度と直接バンドギャップが評価されている。これらの特性は、レーザーや太陽電池などの光電子応用に適している。しかし、ガリウムヒ素はシリコンよりも高価であり、資源量も少ないため、その普及には限界がある。ガリウムヒ素のもう一つの欠点は、電気伝導率が0.000001S/mと、半導体というよりむしろ半絶縁体として本質的に存在することである。
- シリコンやガリウムヒ素以外にも、研究者は有望な半導体特性を持つ新材料を絶えず探求している。これらの材料には、窒化アルミニウム、カーボンナノチューブ、その他多くの材料が含まれ、業界に革命を起こす可能性を秘めている。これらの新素材の理解が深まるにつれ、半導体製造の将来においてますます重要な役割を果たすようになるだろう。
- さらに、プロセス・ケミカル市場は、低コストの方法と半導体分野での内部効率への応用により、安定した成長が見込まれている。半導体プロセス薬品の消費は、設置された製造能力の成長と新技術によって消費される高価な薬品、および処理されたシリコンウェハーの表面積によって促進される。
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