Влияние на объем рынка углерода - по материалам, по применению и по конечному использованию - Глобальный прогноз, 2025 - 2034 гг.

Увеличение объема рынка углерода

В 2024 году глобальный рынок углерода оценивался в 267,1 млн долларов США и, по оценкам, будет расти со среднегодовым темпом роста 30,7% и достигнет 3,86 млрд долларов США к 2034 году. Рост развития углеродной промышленности объясняется такими факторами, как растущие инвестиции в литейное производство в сочетании с растущим внедрением EUV-литографии.

Основной причиной роста рынка SoC является увеличение инвестиций в литейное производство, вызванное повышенным спросом на новые полупроводниковые узлы и чипы. Например, по данным Statista, выручка от продаж полупроводников в 2024 году оценивалась в 626,9 млрд долларов США и, как ожидается, достигнет 697,2 млрд долларов США при среднегодовом темпе роста 11,2% в 2025 году. Из-за растущего спроса на искусственный интеллект, высокопроизводительные вычисления и 5G ведущие литейные заводы наращивают свои производственные мощности. Процесс травления и литографии в этих расширениях зависит от находящегося на спине углерода, который служит в качестве твердой маски и материала для переноса узора. Поскольку конструкции чипов становятся все более совершенными, материалы, используемые в SoC, помогают сделать их устойчивыми к травлению и обеспечить равномерное покрытие пленки. В результате, увеличение расходов на оборудование на литейных заводах приводит к увеличению спроса на поворачиваемый углерод, помогая ему оставаться важной частью нового производства полупроводников.

Быстрое внедрение литографии в экстремальном ультрафиолетовом диапазоне (EUV) служит еще одним значительным стимулом роста на рынке набивного углерода (SoC), поскольку это способствует разработке более компактных и мощных полупроводниковых устройств. EUV все чаще используется для более продвинутых логических чипов и микросхем памяти благодаря своей способности создавать сверхтонкие элементы, которые превосходят возможности традиционной фотолитографии. Тем не менее, архитектуры EUV сталкиваются с жесткими требованиями к дополнительным материалам для обеспечения мультипаттернинга и повышения точности травления. Материалы SoC стали отраслевыми стандартами в рабочих процессах EUV для использования в качестве жестких масок и слоев планаризации из-за их замечательной стойкости к травлению, однородности пленки и совместимости с передовыми методами осаждения. Ускорение внедрения EUV приводит к более широкому внедрению таких технологий, как искусственный интеллект, автономные системы и высокоскоростная связь, что приводит к увеличению спроса на надежные и прочные материалы на основе углерода. Эта зависимость коренным образом повышает потребность в навинчиваемых решениях SoC, которые имеют решающее значение для точной передачи шаблона и структурной стабильности для узлов ниже 7 нм и даже более продвинутых узлов.

Следите за тенденциями углеродного рынка

• Чтобы удовлетворить растущую потребность в крупносерийном производстве усовершенствованных узловых полупроводников, полупроводниковые компании внедряют процессы литографии с несколькими шаблонами с использованием побочных углеродных материалов, чтобы удовлетворить эти требования. Эта тенденция также обусловлена точностью рисунка, устойчивостью к травлению и общей гибкостью процесса производства чипов на основе суб7 нм и EUV. Поскольку геометрия конструкций продолжает уменьшаться, архитектура системы на кристалле (SoC) одновременно позволяет производить сложные структуры, обеспечивая при этом технологичность, надежность и высокий объемный выход продукции при массовом производстве.
  
• Движение к чистым химическим составам в побочных углеродных материалах быстро набирает обороты благодаря наличию экологически чистой политики и целей устойчивого развития по всей цепочке поставок полупроводников. Различные компании пытаются свести к минимуму летучие органические соединения (ЛОС) и опасные растворители в составах SoC. Этот сдвиг учитывает нормативные экологические требования, повышает безопасность рабочей среды, улучшает цели «зеленого» производства и соответствует ожиданиям «зеленого» производства, особенно в странах со строгим ограничением выбросов.
  
• Еще одной важной тенденцией на рынке является использование материалов SOC с высокой термической стабильностью, которые предназначены для того, чтобы выдерживать экстремальные условия передовой обработки полупроводников, особенно в приложениях, требующих воздействия температуры от 300 °C до 500 °C или выше. Эти инновации имеют решающее значение для создания литографии нового поколения, усовершенствованной упаковки и изготовления многослойных устройств.
  

Анализ рынка углерода

В зависимости от материала, вращение углеродной промышленности делится на высокотемпературное вращение углерода и нормальнотемпературное вращение углерода.

• Высокотемпературное вращение углерода было крупнейшим рынком и было оценено в 172,8 млн долларов США в 2024 году. Растущий спрос на передовые полупроводниковые приложения, такие как высокоскоростные процессоры и микросхемы памяти, основан на материалах с превосходной термической стабильностью и диэлектрическими свойствами, где высокотемпературные SoC быстро набирают обороты для высокопроизводительных приложений благодаря своей превосходной термической стабильности и низкой диэлектрической проницаемости. Кроме того, быстрое распространение 3D-интегральных схем и передовых технологий упаковки требует современных материалов, способных выдерживать высокотемпературные процессы, что еще больше подпитывает спрос на высокотемпературные SoC. Кроме того, по мере того, как полупроводниковые устройства становятся все более миниатюрными, наблюдается всплеск спроса на высокотемпературные SoC в передовой технологии медных межсоединений из-за их способности выдерживать высокие температуры обработки без ухудшения.
  
• Ожидается, что рынок нормальных температур будет расти со среднегодовым темпом роста 28,6% в течение прогнозируемого периода. Однокристальные системы с нормальной температурой обрабатываются при более низких температурах с более широким диапазоном подложек и производства, что способствует их внедрению в гибкой электронике, дисплейных панелях и других приложениях, чувствительных к температуре. Кроме того, эти SoC предлагают экономичные решения для производителей, особенно в условиях массового производства. Кроме того, эти однокристальные системы с нормальной температурой быстро внедряются в качестве защитных покрытий и барьерных слоев в различной электронике и промышленных приложениях, что еще больше способствует расширению рынка.
  

В зависимости от области применения, рынок вращающегося углерода сегментирован на логические устройства, запоминающие устройства, силовые устройства, микроэлектромеханические системы, фотонику, передовую упаковку и другие.

• Устройства памяти были крупнейшим рынком и были оценены в 85,7 млн долларов США в 2024 году. Растущий спрос на приложения, управляемые данными, такие как облачные вычисления, искусственный интеллект и 5G, привел к росту спроса на устройства памяти с более высокой скоростью и плотностью, где материалы SoC используются для изготовления диэлектрических лазеров с низким коэффициентом k и межсоединений для поддержки более быстрой передачи данных. Кроме того, переход к 3D NAND и другим технологиям многоуровневой памяти еще больше опирается на диэлектрические материалы, которые могут выдерживать высокотемпературные процессы во время производства, где SoC очень предпочтительны из-за их превосходной универсальности. Кроме того, по мере того, как архитектура памяти продолжает уменьшаться, растет спрос на материалы SoC из-за их повышенной термической стабильности и диэлектрических свойств, облегчающих непрерывную миниатюризацию устройств.
  
• Усовершенствованная упаковка была самым быстрорастущим рынком и, как ожидается, будет расти со среднегодовым темпом роста 33,1% в течение прогнозируемого периода. Рост в этом сегменте обусловлен развитием передовых технологий упаковки, которые требуют сложных межклеевых слоев с низкими диэлектрическими ограничениями и высокой термической стабильностью. Кроме того, совместимость SoC с различными материалами и процессами еще больше способствует интеграции нескольких типов чипов (таких как логика, память и датчики), что еще больше способствует расширению рынка.
  

В зависимости от конечного использования, рынок углерода подразделяется на литейные заводы, производители интегрированных устройств, аутсорсинговые сборки и испытания полупроводников и другие.

• Литейные заводы были крупнейшим рынком и оценивались в 131 миллион долларов США в 2024 году. Несколько литейных заводов переходят на 7-нм и 3-нм техпроцесс, которые в значительной степени полагаются на SoC для мультишаблонного структурирования (например, EUV, DSA) для улучшения разрешения и уменьшения количества дефектов. Кроме того, растущий акцент на экономичные и высокоэффективные материалы способствует внедрению SoC благодаря их универсальности, простоте обработки и возможности интеграции в существующие производственные линии. Кроме того, всплеск спроса на чипы управления питанием и высокопроизводительные логики привел к увеличению спроса на материалы, которые могут выдерживать высокотемпературную обработку и обеспечивают отличную электрическую изоляцию, что еще больше позиционирует SoC как важный материал в литейном процессе.
  
• Аутсорсинг сборки и тестирования полупроводников был самым быстрорастущим рынком и, как ожидается, будет расти со среднегодовым темпом роста 32,1% в течение прогнозируемого периода. Рост в этом сегменте обусловлен быстрым внедрением материалов SoC в корпусах на уровне разветвления и пластин для обеспечения более тонких вкладышей для перераспределения и превосходной плотности межсоединений, что способствует внедрению SoC в аутсорсинговую сборку и тестирование полупроводников для поддержки этих высокопроизводительных миниатюризированных корпусов. Кроме того, включение SoC в процесс низкотемпературного совместного обжига еще больше стимулирует внедрение SoC среди аутсорсинговых сборок и испытаний полупроводников, чтобы обеспечить производство сборки из нескольких материалов без повреждения чувствительных компонентов.
  

• США доминировали на рынке углерода, на долю которых в 2024 году пришлось 42,9 млн долларов США. США позиционируются как лидер в области аэрокосмических инноваций, что стимулирует спрос на легкие, высокопрочные материалы, такие как вращающиеся углеродные материалы, в самолетостроении и оборонной промышленности. Кроме того, растущий акцент на возобновляемые источники энергии, такие как солнечная и ветровая, еще больше подталкивает спрос на SoC для прочных и легких компонентов в системах хранения энергии и энергоснабжения. Кроме того, растущая тенденция к электрификации транспортных средств еще больше требует передовых углеродных материалов для легких компонентов аккумуляторов и систем терморегулирования. Например, выручка от мирового рынка электромобилей была оценена в 784,2 млрд долларов США и, по прогнозам, будет расти со среднегодовым темпом роста 6% в течение 2029 года, как заявляет Statista.
  

• В 2024 году на долю углеродной промышленности в Германии пришлось 9,2 млн долларов США. Рост в регионе обусловлен сильным развитием автомобильного сектора, который стимулирует спрос на SoC для легких конструкционных компонентов для повышения топливной эффективности и сокращения выбросов. Растущее внедрение автоматизации и робототехники еще больше подталкивает спрос на легкие и прочные компоненты SOC для обеспечения повышенной производительности и энергоэффективности. Кроме того, реализация государственных программ стимулирования, субсидий и грантов на «зеленые» технологии еще больше ускоряет НИОКР и коммерциализацию материалов на основе углерода, что способствует росту рынка.
  
• По прогнозам, к 2034 году рынок углерода в Китае достигнет 1,08 млрд долларов США. Быстрая индустриализация и урбанизация подталкивают спрос на легкие и прочные материалы, такие как вращающийся углерод, во многих секторах, что является основным фактором роста. Быстро растущее производство электромобилей в Китае способствует широкому использованию материалов SoC для корпусов аккумуляторов и систем терморегулирования. Кроме того, рост отечественной аэрокосмической промышленности подпитывает спрос на SoC в компонентах самолетов для повышения производительности и снижения веса, что поддерживает рост рынка в регионе.
  
• Японский рынок оценивался в 36,7 млн долларов США в 2024 году. Доминирование Японии в электронной и полупроводниковой промышленности подталкивает использование SoC в высокопроизводительных, миниатюризированных полупроводниковых корпусах и решениях для охлаждения. Кроме того, ведущие автопроизводители настаивают на внедрении материалов SoC для снижения веса автомобиля и повышения топливной эффективности на фоне ужесточения стандартов выбросов. Кроме того, растущие инвестиции в нанотехнологии и исследования углеродных композитов ускоряют разработку передовых материалов SoC.
  
• Ожидается, что индийский рынок углерода будет расти в среднем на 34,1% в течение прогнозируемого периода. Индия становится центром производства электромобилей, что подпитывает спрос на углеродные материалы для легких, термостойких корпусов аккумуляторов и конструкционных компонентов. Кроме того, быстрое расширение проектов в области солнечной энергетики, целью которого является достижение 500 ГВт к 2030 году, опирается на высокоэффективные и легкие материалы на основе углерода в опорах панелей, аккумуляторных системах и инфраструктурах хранения энергии. Кроме того, растущие инвестиции в отечественное аэрокосмическое и оборонное производство способствуют использованию легких SoC в беспилотных летательных аппаратах, спутниках и деталях самолетов.
  
• В 2024 году рынок ОАЭ оценивался в 1,9 млн долларов США. Растущее внимание к аэрокосмическим и космическим технологиям, наряду с реализацией космических инициатив, таких как Mars Mission и KhalifaSat, стимулирует спрос на материалы SoC для сверхлегких, термостойких спутников и деталей самолетов. Кроме того, быстрое развитие умной инфраструктуры, такой как умные города и строительные проекты, требует передовых материалов, таких как вращающийся карбо для структурного усиления и терморегулирование в электронике. Кроме того, растущий сдвиг в сторону возобновляемых источников энергии привел к реализации таких проектов, как солнечный парк Мохаммеда бин Рашида Аль Мактума, который подпитывает спрос на высокую эффективность и долговечные материалы, такие как SoC, в инфраструктуре возобновляемых источников энергии.
  
• По прогнозам, к 2034 году объем углеродного рынка Саудовской Аравии превысит 25,7 млн долларов США. Растущее внутреннее производство оборонных систем моделирует спрос на легкие и термостойкие SoC в беспилотных летательных аппаратах, бронированных машинах и электронике. Кроме того, растущее внимание к проектам в области возобновляемых источников энергии, таким как NEOM, и крупным фермам подталкивает спрос на SoC в энергетическом оборудовании и инфраструктуре. Кроме того, появление местной аэрокосмической промышленности с новыми инициативами по развитию аэрокосмического производства на местном уровне поддерживает рост использования SoC для компонентов самолетов и конструкций БПЛА.
  
• Прогнозируется, что рынок Южной Африки будет расти со среднегодовым темпом роста 24,6% в течение прогнозируемого периода. Энергетический сектор в Южной Африке сильно зависит от угля, что создает большие возможности для проектов по компенсации выбросов углерода за счет различных возобновляемых источников энергии, таких как солнечная энергия, ветер и биомасса. Кроме того, реализация закона о налоге на выбросы углерода, который налагает огромный сбор на выбросы парниковых газов, еще больше стимулирует компании инвестировать в компенсацию выбросов углерода. Кроме того, южноафриканская схема компенсации выбросов углерода (SACO) позволила компаниям использовать углеродные кредиты для компенсации до 10% своих налоговых обязательств, что еще больше способствует росту рынка.
  

Увеличение доли рынка углерода

Углеродная промышленность отличается высокой конкуренцией и фрагментирована с присутствием как устоявшихся глобальных игроков, так и местных игроков и стартапов. В тройку лидеров мирового рынка входят Samsung SDI Co., Ltd., Merck KGaA и Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., на долю которых в совокупности приходится 31,2% рынка. Основные ключевые лидеры рынка инвестируют в усовершенствованные составы материалов и разработку высокопроизводительных углеродных жестких масок (SoC) с низким содержанием дефектов и высокими эксплуатационными характеристиками, которые в дальнейшем используются в производстве чипов нового поколения (3 нм и ниже). Несколько компаний приобретают нишевых игроков, чтобы обеспечить расширенные возможности материалов (например, Merck приобрела Versum Materials), в то время как другие компании делают акцент на партнерстве с полупроводниковыми заводами (такими как TSMC, Samsung и Intel) для разработки индивидуальных решений SoC.

Кроме того, конкуренция на рынке в значительной степени зависит от экономической эффективности, особенно в связи с тем, что производители полупроводников требуют больших объемов и материалов с низким уровнем литья. Кроме того, рост расширения производства полупроводников в различных регионах, таких как США, Тайвань и Южная Корея, еще больше ускоряет спрос на индивидуальные рецептуры SoC. Кроме того, услуги по техническому обслуживанию, ремонту и эксплуатации (MRO) для старых систем литографии зависят от SoC, которая создала вторичные потоки доходов.

Samsung SDI использует свою полностью вертикально интегрированную полупроводниковую экосистему для поставки высокоэффективных материалов на основе нарочитого углерода (SoC) для передовых полупроводниковых технологических узлов (например, 3-нм GAA) для Samsung Foundry. Компания уделяет приоритетное внимание инновациям в области исследований и разработок, материалов и инженерии, используя SoC в качестве предпочтительного материала для литографии EUV, а также для травления с высоким соотношением сторон в 3D NAND. Samsung SDI установила стратегические партнерские отношения с ведущими поставщиками оборудования (например, ASML, Lam Research) для обеспечения совместимости с производственными процессами, а также для реализации инициатив в области устойчивого развития при разработке экологически чистых материалов SoC.

Merck KGaA поставляет специальные химикаты и передовые материалы, включая навигационные углеродные диэлектрики, для использования в полупроводниковой промышленности. Обладая репутацией в области инновационных исследований и разработок и высококачественных предложений, Merck поставляет материалы SOC в соответствии со строгими требованиями к низкоквалифицированным и высокопроизводительным межсоединениям. Merck имеет глобальные производственные мощности и сотрудничает с крупными литейными заводами и компаниями OSAT, чтобы продолжать разработку экономичных и надежных, масштабируемых решений SOC для передовых полупроводниковых узлов.

Компания Spin on Carbon Market

В углеродной промышленности участвуют несколько заметных игроков, в том числе:

• Applied Materials, Inc.
• Brewer Science, Inc.
• ДУНЦЗИНЬ СЕМИХИМ КО ЛТД
• Дюпон
• Неотразимые материалы
• JSR Micro, Inc.
• КОЙДЖ Ко., Лтд.
• Merck KGaA
• Нано-С
• Самсунг SDI Co., Ltd.
• Шин-Эцу Кемикал Ко., Лтд.
• YCCHEM CO., Ltd. 
  

Следите за новостями углеродной промышленности

• В сентябре 2023 года компания Samsung Electronics Co., Ltd. объявила о своем новом партнерстве с AMD, направленном на ускорение разработки трансформации виртуализированной сети RAN (vRAN) 5G. Это партнерство знаменует собой еще один шаг для Samsung по развитию и продвижению экосистем vRAN и Open RAN, чтобы операторы могли развертывать и модернизировать мобильные сети с повышенной гибкостью и производительностью.
  
• В августе 2023 года Brewer Science демонстрирует революционные передовые упаковочные решения на SEMICON Taiwan и Advanced Packaging Summit 2023. Компания поделилась новыми прорывами в технологиях временных и постоянных склеивающих материалов для передовой упаковки на двух ведущих технологических конференциях Азии.
  

Отчет об исследовании рынка углерода включает в себя углубленное освещение отрасли с оценками и прогнозами с точки зрения выручки (млн долларов США) с 2021 по 2034 год для следующих сегментов:

Рынок, По типу материала

• Высокотемпературное вращение углерода
• Вращение углерода при нормальной температуре

Рынок, по применению

• Логические устройства
• Устройства памяти
• Силовые устройства
• Микроэлектромеханические системы
• Фотоника
• Усовершенствованная упаковка
• Другие

Рынок, по конечному использованию

• Литейные
• Производители интегрированных устройств
• Сборка и тестирование полупроводников на аутсорсинге
• Другие

Приведенная выше информация представлена по следующим регионам и странам:

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