Объем рынка систем лазерной литографии, доля | Прогноз на 2034 год

Объем рынка систем лазерной литографии

Мировой рынок систем лазерной литографии оценивался в 980 миллионов долларов США в 2024 году и, по оценкам, будет расти со среднегодовым темпом роста 10,5% и достигнет 2,6 миллиарда долларов США к 2034 году.

Развитие передовых методов литографии стимулируется спросом на полупроводниковые устройства с более высокой производительностью, меньшими размерами и меньшей рассеиваемой мощностью. Кроме того, искусственный интеллект, телекоммуникации и другие отрасли бытовой электроники внедряют технологию узлов ниже 10 нм, которая требует точного структурирования для масштабирования чипов, поэтому системы лазерной литографии, особенно EUV и DUV, имеют важное значение.

Системы SoC и PIC еще больше усложняются миниатюризацией, которая требует передовых технологий литографии SoC. Повышенная производительность интегральных схем (ИС), расширенные вычислительные возможности и высокоскоростная обработка данных ставят перед ними новые задачи: удовлетворение потребностей постоянно растущего рынка. Следуя закону Мура, полупроводниковая промышленность постоянно изменяет размеры своих транзисторов и впоследствии вынуждена инвестировать в системы лазерной литографии следующего поколения для повышения эффективности производства.  

Растущее использование фотонных и оптоэлектронных устройств в телекоммуникациях, здравоохранении и автомобилестроении увеличивает потребность в более сложных системах лазерной литографии. Все эти системы должны быть сконструированы со сверхвысокой точностью для PIC, оптических волноводов и микрооптических компонентов PIC. Развитие лазерной литографии также благотворно повлияло на разработку сложных наноструктур с исключительной детализацией, что имеет решающее значение для быстрой передачи данных, LiDAR и приложений медицинской визуализации. Продолжающаяся интеграция фотоники и оптоэлектроники вместо электронных систем стимулирует спрос на сложные системы литографии из-за растущих требований к производству полупроводников. 

Тенденции рынка систем лазерной литографии

• Производители полупроводников переходят на узлы ниже 7 нм и ниже 5 нм, и в результате растет внедрение литографии в экстремальном ультрафиолете (EUV). Технология EUV обеспечивает более высокое разрешение и меньшую сложность моделирования, что приводит к повышению эффективности. Лидеры отрасли вкладывают значительные средства в улучшение производственных возможностей, приобретая передовые инструменты EUV.
  
• Безмасочные и высокоточные возможности литографии с прямым лазерным письмом (DLW) становятся все более популярными в отраслях фотоники и MEMS. Этот сдвиг объясняется растущими потребностями в фотонных интегральных схемах (ФИС) и специализированных микроструктурах в оптических телекоммуникациях, биомедицинских областях и передовых сенсорных технологиях.
  
• Полупроводниковые литейные заводы объединяются с производителями литографического оборудования и формируют стратегические партнерства. Компании начали сотрудничество в области передовых исследований для дальнейшей оптимизации производительности и производительности. Кроме того, наблюдается увеличение государственного финансирования отечественного производства полупроводников, что повышает потребность в высокотехнологичных системах лазерной литографии для улучшения цепочек поставок и технологической самодостаточности.
  

Анализ рынка систем лазерной литографии

В зависимости от типа технологии рынок систем лазерной литографии подразделяется на прямую лазерную запись (DLW), интерференционную литографию, наноимпринтную литографию (NIL) и двухфотонную полимеризацию (2PP).

• Сегмент наноимпринтной литографии (NIL) составил 307,4 млн долларов США в 2023 году. Наноимпринтная литография (NIL) обеспечивает экономичное и высокоточное моделирование для биомедицинских и полупроводниковых технологий. NIL может производить элементы с длиной волны менее 10 нм, а биосенсоры, устройства памяти высокой плотности и другая наноэлектроника могут использовать NIL для технологий следующего поколения.
  
• В 2022 году на сегмент двухфотонной полимеризации (2PP) пришлось 248,2 млн долларов США. Тканевая инженерия и разработка микролинз и биомедицинских имплантатов стимулируются чрезвычайно высокой точностью и сложными возможностями производства трехмерных наноструктур 2PP. Кроме того, 2PP развивает 3D-микропроизводство для использования в биомедицине, фотонике и микрофлюидике.

В зависимости от источника лазера рынок систем лазерной литографии делится на эксимерный лазер, диодный лазер, фемтосекундный лазер и ультрафиолетовый (УФ) лазер.

• Ожидается, что в 2034 году сегмент ультрафиолетового (УФ) лазера будет составлять 38,1% мирового рынка. Использование лазерных устройств для микрофлюидных, дисплейных и полупроводниковых структур сильно повлияло на внедрение ультрафиолетовых лазеров. Увеличенные длины волн помогают улучшить характеристики, четкость и скорость обработки, тем самым улучшая разработки в области передовой упаковки, оптоэлектроники и инженерии поверхностей на наноскопическом уровне.
  
• Ожидается, что в 2024 году сегмент фемтосекундных лазеров составит 23,8% мирового рынка систем лазерной литографии. Фемтосекундные лазеры обеспечивают сверхбыстрый выход импульсов высокой интенсивности для прецизионного структурирования в наноэлектронике, МЭМС и фотонике. Их минимальные тепловые эффекты повышают точность, что делает их идеальными для трехмерного (3D) микропроизводства наряду с передовыми методами обработки полупроводников.
  

В зависимости от типа подложки рынок систем лазерной литографии делится на кремний, стекло, полимеры и металлы.

• В 2024 году на сегмент кремния пришлось 276,9 млн долларов США.  Полупроводниковая промышленность использует кремниевые подложки в качестве ядра из-за их передовой технологии CMO и непревзойденных электрических характеристик. Внедрение лазерной литографии улучшило прецизионное структурирование в устройствах MEMS, передовых интегральных схемах и оптоэлектронике, что еще больше подпитывает рынок высокопроизводительных вычислений, а также вычислений на основе искусственного интеллекта.
  
• В 2023 году на сегмент полимеров пришлось 204 млн долларов США. Полимерные подложки обеспечивают экономическое преимущество для разработки технологий в гибкой электронике, устройствах «лаборатория на кристалле» и печатных датчиках. Кроме того, лазерная литография способствует инновациям в области микроструктурирования, расширяя область носимых устройств, биосовместимых имплантатов и передовых упаковочных решений для электроники.
  

В зависимости от применения, рынок систем лазерной литографии сегментирован на производство полупроводников, микроэлектронику, фотонные устройства, микрофлюидики, технологии отображения, нанотехнологические исследования, а также биотехнологии и медицинские устройства.

• Прогнозируется, что сегмент производства полупроводников будет расти со среднегодовым темпом роста 12,6% в течение прогнозируемого периода. Лазерная литография остается неотъемлемой частью передового производства чипов, поскольку она позволяет создавать высокоточные шаблоны. Постепенное повышение плотности транзисторов, производительности и эффективности процессоров и устройств памяти нового поколения достигается за счет производства узлов размером менее 5 нанометров, что стало возможным с помощью литографии EUV и DUV.
  
• Сегмент микрофлюидики будет расти в среднем на 11% в течение прогнозируемого периода. Микрофлюидика применяет лазерную литографию для точной гравировки каналов в устройствах типа «лаборатория на кристалле», биосенсорах и системах микрофлюидики. Эта технология улучшает биомедицинские исследования, диагностику на месте оказания медицинской помощи и фармацевтическую деятельность, ускоряя процесс выявления заболеваний.
  

В зависимости от отрасли конечного использования, рынок систем лазерной литографии сегментирован на электронику и полупроводники, здравоохранение и биомедицину, аэрокосмическую и оборонную промышленность, автомобилестроение, телекоммуникации и другие.

• Сегмент электроники и полупроводников доминировал на рынке, на долю которого в 2024 году пришлось 198,7 млн долларов США. Электроника и полупроводники продолжают доминировать на рынке благодаря передовым фотонным устройствам, изготовлению МЭМС и производству чипов, выполняемых с использованием лазерной литографии. Растущая потребность в высокопроизводительных вычислениях и процессорах, интегрированных в искусственный интеллект, способствует использованию систем литографии DUV и EUV.
  
• В 2024 году на сегмент здравоохранения и биомедицины пришлось 164,5 млн долларов США. Лазерная литография применяется в микрофлюидике, биосенсорах и медицинских имплантатах, обеспечивая преимущества для здравоохранения и биомедицины. Это способствует прогрессу в системах «лаборатория на чипе», трансформирует диагностику в местах оказания медицинской помощи и способствует развитию персонализированной медицины, тем самым стимулируя инновации как в исследованиях, так и в здравоохранении.

• В 2024 году рынок систем лазерной литографии в США составил 205,6 млн долларов США. Соединенные Штаты остаются ведущей страной по производству полупроводников из-за значительных инвестиций в передовые технологии литографии. Активные государственные и частные исследования и разработки, недавно принятый Закон о чипах и государственно-частное партнерство – все это вносит свой вклад в растущий объем знаний в области микроэлектроники и нанотехнологий.
  
• Ожидается, что к 2034 году рынок систем лазерной литографии в Германии достигнет 149 миллионов долларов США. Стимулирование инноваций в автомобильной электронике Рынок Германии ускоряется в области фотоники и точного машиностроения. Кроме того, существует высокий спрос на лазерную литографию в передовом производственном секторе из-за тщательных исследований в области полупроводников и внедрения Индустрии 4.0.
  
• Ожидается, что рынок систем лазерной литографии в Китае будет расти в среднем на 13,4% в течение прогнозируемого периода. Внедрение систем литографии ускоряется благодаря агрессивной экспансии инвестиций в полупроводники в полупроводники, поддерживаемой правительством и финансируемой на местном уровне. Снижение зависимости от иностранных технологий подпитывается растущим внутренним производством чипов и фотонных устройств в Китае.
  
• Ожидается, что на долю Японии будет приходиться 12,3% рынка систем лазерной литографии в Азиатско-Тихоокеанском регионе. Япония является лидером в производстве оборудования для литографии благодаря своим оптомеханическим и полупроводниковым навыкам. Дальнейшие инвестиции в лазерные литографические методы стимулируются высоким спросом на более сложные дисплеи и фотонные интегральные схемы , а также устройства, использующие технологию MEMS.
  
• Ожидается, что рынок систем лазерной литографии в Южной Корее будет расти в среднем на 13,6% в течение прогнозируемого периода. На рынке Южной Кореи доминируют ведущие мировые производители полупроводников, специализирующиеся на EUV-литографии для памяти и логических чипов. Рост числа микросветодиодов, гибких дисплеев и корпусов чипов нового поколения увеличивает потребность в лазерной литографии.
  

Доля рынка систем лазерной литографии

Индустрия систем лазерной литографии является конкурентной и сильно фрагментированной, с присутствием как признанных глобальных игроков, так и местных игроков и стартапов. В топ-5 компаний на мировом рынке входят Heidelberg Instruments, Raith GmbH и KLA Corporation, на долю которых в совокупности приходится 27%. Конкурентное соперничество на рынке является ожесточенным, как внутри страны, так и за рубежом. Конкуренты специализируются на обладании самыми передовыми технологиями и захвате самой большой доли рынка.

Чтобы не отставать от спроса на рынке систем лазерной литографии на уменьшение размеров полупроводниковых компонентов, основные игроки отрасли заняты улучшением разрешения и пропускной способности своих систем за счет интеграции технологий EUV и наноотпечатков. Стратегическое сотрудничество с полупроводниковыми фабриками, производителями фотонных устройств и научно-исследовательскими учреждениями расширяет их предложения. Другие лидеры рынка также используют свои IP, сети обслуживания клиентов и сложные научно-исследовательские центры в качестве конкурентных преимуществ. Постоянные расходы на системы, интегрированные с программным обеспечением искусственного интеллекта и автоматизированными системами, позволяют игрокам удовлетворять ожидаемый спрос на нанотехнологии и передовые упаковочные приложения.

Стратегии слияний и поглощений, а также создание новых региональных офисов в Азиатско-Тихоокеанском регионе, особенно в Китае, Южной Корее и Тайване, находятся под пристальным вниманием из-за развивающихся полупроводниковых экосистем. Отечественные инициативы, направленные на поддержку локального производства полупроводников, формируют границу конкуренции, что приводит к попыткам технологической локализации и аутсорсингу, ориентированному на субсидии. Общие и нишевые стартапы набирают обороты, предоставляя специализированные технологии литографии, такие как прямое лазерное письмо и двухфотонная лазерная полимеризация для микрофлюидики, биосенсоров и фотоники. По мере того как конкуренты все больше внимания уделяют укреплению устойчивых долгосрочных отношений с клиентами, способность превзойти конкурентов в долгосрочном взаимодействии становится жизненно важной за счет индивидуальной настройки конкретного приложения, атрибутов устойчивости и оптимизации производительности.

Heidelberg Instruments использует партнерские отношения и экономически эффективную лазерную литографию для расширения производства полупроводниковых и дисплейных фотошаблонов, обеспечивая рост рынка систем лазерной литографии. В июне 2021 года Heidelberg Instruments получила крупнейший заказ на сумму 6-10 миллионов долларов США в партнерстве с азиатским производителем фотошаблонов на свои системы лазерной литографии VPG+ 1400 и ULTRA200. Эти системы улучшают производство фотошаблонов для полупроводников, Интернета вещей, МЭМС и технологий отображения, укрепляя присутствие Heidelberg на рынке передовых решений для фотолитографии.

Компания Raith GmbH специализируется на разработке решений и технологий в области передовой электронно-лучевой литографии и нанопроизводства, которые основаны на прецизионных методах моделирования. Фирма интегрирует дальнейшие заказные разработки, предоставляемые для полупроводниковой, фотонной и квантовой отраслей, которые укрепляют позиции на рынке за счет заказных разработок, партнерства, сотрудничества в области исследований и разработок и инвестиций.

Корпорация KLA способствует технологическому прогрессу в безмасочной литографии за счет применения метрологии искусственного интеллекта, управления процессами и оптических технологий. Ее стратегия включает в себя слияния и другие нанотехнологические области, а также уникальные системы для высокоточного контроля, чтобы KLA сохраняла доминирование в полупроводниковой промышленности.

Компании рынка систем лазерной литографии

Топ-3 компаний, работающих в отрасли систем лазерной литографии:

• Гейдельбергские инструменты
• Райт ГмбХ
• Корпорация KLA
  

Отраслевые новости систем лазерной литографии

• В ноябре 2024 года компания UpNano представила NanoPro VT, первый 3D-принтер с 2-фотонной полимеризацией (2PP) для массового производства микродеталей с использованием запатентованной лазерной литографии. Он обеспечивает высокое разрешение, высокую пропускную способность и совместимость с чистыми помещениями ISO 5, что позволяет масштабировать промышленное микропроизводство. Сервис NanoPro объединяет проектирование, прототипирование и серийное производство, революционизируя производство на основе 2PP с передовой точностью лазерного управления.
  
• В марте 2023 года компания BIO INX выпустила Hydrotech INX N200, первую гидрогелевую смолу для двухфотонной полимеризации (2PP), позволяющую осуществлять макромасштабную 3D-печать с помощью лазерной литографии (DiLL) от Nanoscribe. Оптимизированный для биопечати с высоким разрешением, он поддерживает приложения «орган на чипе» и скрининг лекарств. Его биосовместимость улучшает интеграцию микрофлюидных чипов, улучшая точную тканевую инженерию с помощью сложных архитектур, основанных на лазерной литографии.
  
• В сентябре 2022 года EV Group и Toppan Photomask объединились для продвижения наноимпринтной литографии (NIL) для производства фотоники. Их сотрудничество объединило лазерную литографию и системы NIL, чтобы обеспечить крупносерийное производство гарнитур AR/VR, датчиков и медицинской визуализации. Эта инициатива улучшила экономичное и точное изготовление фотошаблонов, способствуя внедрению NIL в качестве основного решения для литографии для современных оптических устройств.
  

Этот отчет об исследовании рынка систем лазерной литографии включает в себя всестороннее освещение отрасли с оценками и прогнозами с точки зрения выручки (млн долларов США) с 2021 по 2034 год для следующих сегментов:

Рынок, по типу технологии

• Прямая лазерная запись (DLW)
• Интерференционная литография
• Наноимпринтная литография (NIL)
• Двухфотонная полимеризация (2PP)

Рынок, по источнику лазера

• Эксимерный лазер
• Диодный лазер
• Фемтосекундный лазер
• Ультрафиолетовый (УФ) лазер

Рынок, по типу основания

• Кремний
• Стекло
• Полимеров
• Металл

Рынок, по применению

• Производство полупроводников
• Микроэлектроника
• Фотонные устройства
• Микрофлюидика
• Технология отображения
• Исследования в области нанотехнологий
• Биотехнологии и медицинские приборы

Рынок, по отраслям конечного использования

• Электроника и полупроводники
• Здравоохранение и биомедицина
• Аэрокосмическая и оборонная промышленность
• Автомобильный
• Электросвязь
• Другие

Приведенная выше информация представлена по следующим регионам и странам:

• Северная Америка
  • США
  • Канада
• Европа
  • ВЕЛИКОБРИТАНИЯ
  • Германия
  • Франция
  • Италия
  • Испания
  • Остальная Европа
• Азиатско-Тихоокеанский регион
  • Китай
  • Индия
  • Япония
  • Южная Корея
  • ANZ
  • Остальная часть Азиатско-Тихоокеанского региона 
• Латинская Америка
  • Бразилия
  • Мексика
  • Остальная часть Латинской Америки 
• MEA
  • ОАЭ
  • Саудовская Аравия
  • Южная Африка
  • Остальная часть MEA