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세계의 화학 기계 평탄화 시장
Chemical Mechanical Planarization
상품코드 : 1563912
리서치사 : Global Industry Analysts, Inc.
발행일 : 2024년 09월
페이지 정보 : 영문 192 Pages
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한글목차

화학 기계 평탄화 시장은 2030년까지 91억 달러에 달할 전망입니다.

2023년에 64억 달러로 추정된 화학 기계 평탄화 시장은 예측 기간 동안 복합 연간 성장률(CAGR) 5.3%로 성장할 전망이며 2030년에는 91억 달러에 이를 것으로 예측됩니다. 본 보고서에서 분석한 부문 중 하나인 IC 제조 용도는 복합 연간 성장률(CAGR) 5.6%로 성장을 지속하고, 분석 기간 종료 시 28억 달러에 달할 것으로 예측됩니다. MEMS& NEMS 응용 분야의 성장률은 분석 기간 동안 복합 연간 성장률(CAGR) 5.8%로 추정됩니다.

미국 시장은 17억 달러, 중국은 복합 연간 성장률(CAGR) 8.0%로 성장할 것으로 예측됩니다.

미국의 화학 기계 평탄화 시장은 2023년 17억 달러로 추정됐습니다. 세계의 2위 경제대국인 중국은 예측 기간 동안 복합 연간 성장률(CAGR) 8.0%를 몰아치며 2030년까지 20억 달러 규모에 이를 것으로 예측되고 있습니다. 기타 주목할 만한 지역별 시장으로는 일본과 캐나다가 있으며, 분석 기간 중 복합 연간 성장률(CAGR)은 각각 2.8%와 4.9%로 예측되고 있습니다. 유럽에서는 독일이 복합 연간 성장률(CAGR) 3.1%로 성장할 것으로 예측됩니다.

세계의 화학 기계 평탄화 시장 동향 및 촉진요인 요약

화학 기계 평탄화란 무엇이며 왜 반도체 제조에 필수적인가?

화학 기계 평탄화(CMP)는 반도체 제조에 있어서 중요한 공정이며, 마이크로칩 제조에 필요한 초평탄면의 실현에 필수적입니다. CMP는 과도한 재료를 제거하고 웨이퍼 표면을 평평하게 하기 위해 화학 슬러리와 기계적 연마를 동시에 적용합니다. 이 단계는 현대 마이크로프로세서, 메모리 칩 및 기타 집적 회로(IC)에서 발견되는 다층 회로를 만드는 기본입니다. CMP 없이는 전자기기의 소형화, 고속화, 에너지 효율 향상에 대한 증가 요구를 충족시키는 데 필요한 복잡한 다층 구조를 구축하는 것은 불가능할 것입니다. 치수가 나노미터 단위로 측정되는 반도체 산업에서는 웨이퍼 표면의 요철이 결함으로 이어져 수율과 성능을 저하시킵니다. CMP는 구리, 텅스텐, 유전체 절연체와 같은 각 재료의 층이 다음 층을 추가하기 전에 완전히 수평이 되도록 보장하고 제조업체가 정확한 토포그래피 제어를 달성할 수 있도록 합니다. 이 프로세스는 스마트폰, 데이터센터, AI 용도 등 성능과 전력 효율이 최우선적인 첨단 기술에 필요한 고밀도 칩 제조에 필수적입니다.

첨단 노드 기술의 과제에 대응하기 위해 CMP는 어떻게 진화해 왔는가?

반도체 산업이 보다 미세하고 복잡한 노드로 진보함에 따라 화학 기계 평탄화는 이러한 진보와 관련된 새로운 과제를 해결하기 위해 진화해 왔습니다. 7nm, 5nm, 3nm 기술의 도입으로 표면 평탄성과 결함 제어에 대한 요구가 더욱 엄격해지고 있습니다. 초기 CMP는 이산화규소나 알루미늄과 같은 표준 재료에 중점을 두고 있었지만, 오늘날의 첨단 노드 기술에서는 저유전율 재료, 구리 배선, 심지어 3D NAND 및 FinFET 구조에 사용된다 첨단 재료와 같은 더 이국적인 재료에 맞는 연마 공정이 필요합니다. CMP 기술의 핵심 혁신 중 하나는 디싱, 침식, 스크래치 등의 결함을 최소화하면서 이러한 새로운 재료를 다루기 위해 특별히 공식화된 맞춤형 슬러리 및 연마 패드 개발 입니다. 게다가 종점 검출 기술이 비약적으로 향상되어 CMP 프로세스를 실시간으로 모니터링할 수 있게 되었기 때문에 재료 제거가 목적의 두께로 정확하게 정지하게 되었습니다. 칩 설계가 고밀도화되고 복잡해짐에 따라 CMP는 비용 효율성을 유지하면서 더 높은 정확도, 편차 감소, 불량률 감소를 실현하고 적응해야 했습니다. 이 기술적 진화는 보다 작고, 빠르고, 효율적인 칩을 목표로 하는 반도체 산업의 끊임없는 움직임을 해결하는 데 필수적입니다.

CMP가 직면하는 주요 과제와 그 대처법이란?

CMP는 그 중요성에도 불구하고 반도체 제조에서 최적의 성능과 수율을 보장하기 위해 신중하게 관리해야 할 몇 가지 과제에 직면하고 있습니다. 가장 중요한 과제 중 하나는 CMP 프로세스 중 결함 관리입니다. 슬러리 및 연마 패드의 미립자는 웨이퍼 표면의 흠집이나 구덩이를 유발하여 최종 제품을 손상시키는 결함으로 이어질 수 있습니다. 이를 완화하기 위해 제조업체는 더 깨끗한 슬러리에 투자하고 입자 오염의 가능성을 줄이기 위해 여과 시스템을 개선했습니다. 또 다른 과제는 CMP 프로세스의 편차입니다. 특히 웨이퍼 크기가 커지면 웨이퍼 전체에서 균일한 재료 제거를 달성하기가 어렵습니다. 이 변동은 한 부분에서는 과도하게 연마되고 다른 부분에서는 연마 부족이 되어 수율이 저하될 수 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해 실시간 공정 제어 및 자동화가 발전하여 더욱 일관되고 정밀한 연마 결과를 얻을 수 있습니다. 또한 3D 라미네이션과 높은 종횡비 피처와 같은 디바이스 아키텍처의 복잡성에 따라 서로 다른 레이어간에 균일한 평탄화를 유지하는 데 새로운 어려움이 추가되었습니다. 웨이퍼의 무결성을 유지하면서 이러한 복잡한 구조를 다루기 위해 새로운 연마 머티리얼과 연마 기술이 개발되었습니다. 궁극적으로 이러한 과제를 극복하는 것은 CMP가 고성능 반도체 디바이스의 제조를 계속 가능하게 하기 위해 매우 중요합니다.

화학 기계 평탄화 시장 확대의 요인은?

화학 기계 평탄화 시장의 개척을 뒷받침하고 있는 것은 반도체 제조의 진보, 소비자 일렉트로닉스 수요 증가, 차세대 기술 개발의 진전과 밀접하게 관련되는 몇 가지 요인입니다. 주요 요인 중 하나는 반도체 노드의 미세화가 진행되고 있다는 것입니다. 이러한 첨단 노드는 다층 재료의 성막 및 패터닝을 수행하기 때문에 결함이 없는 표면을 확보하는 고정밀 CMP 공정이 필요합니다. 또한 고성능 컴퓨팅(HPC)과 인공지능(AI) 칩 수요가 높아지고 있는 것도 큰 성장 요인이 되고 있습니다. 이 칩은 3D 라미네이션 및 이종 집적과 같은 고급 패키징 기술을 필요로 하지만, 모두 표면의 평탄성을 보장하기 위해 CMP에 크게 의존하고 있습니다. 또한 5G 기술 채택 확대와 데이터센터 확대도 CMP 수요 증가로 이어지고 있습니다. 이러한 용도는 처리 속도를 가속화하고 전력 소비를 줄이는 보다 고급 반도체가 필요하기 때문입니다. 게다가 전기자동차(EV)와 자율주행시스템의 상승도 시장 성장에 기여하고 있습니다. 이러한 산업에서는 복잡하고 신뢰할 수 있는 칩이 필요하며, 그 제조에는 CMP가 사용되고 있기 때문입니다. 마지막으로 CMP 슬러리와 소모품의 지속적인 혁신은 보다 높은 정확성과 낮은 결함률의 요구에 부응하고 시장 확대를 뒷받침하고 있습니다. 이러한 요인과 반도체 설계의 복잡화가 결합되어 다양한 업계에서 첨단 CMP 기술에 대한 수요가 높아지고 있으며, CMP 시장의 지속적인 성장이 확실해지고 있습니다.

조사 대상 기업 예(전 38건)

목차

제1장 조사 방법

제2장 주요 요약

제3장 시장 분석

제4장 경쟁

BJH
영문 목차

영문목차

Global Chemical Mechanical Planarization Market to Reach US$9.1 Billion by 2030

The global market for Chemical Mechanical Planarization estimated at US$6.4 Billion in the year 2023, is expected to reach US$9.1 Billion by 2030, growing at a CAGR of 5.3% over the analysis period 2023-2030. IC Manufacturing Application, one of the segments analyzed in the report, is expected to record a 5.6% CAGR and reach US$2.8 Billion by the end of the analysis period. Growth in the MEMS & NEMS Application segment is estimated at 5.8% CAGR over the analysis period.

The U.S. Market is Estimated at US$1.7 Billion While China is Forecast to Grow at 8.0% CAGR

The Chemical Mechanical Planarization market in the U.S. is estimated at US$1.7 Billion in the year 2023. China, the world's second largest economy, is forecast to reach a projected market size of US$2.0 Billion by the year 2030 trailing a CAGR of 8.0% over the analysis period 2023-2030. Among the other noteworthy geographic markets are Japan and Canada, each forecast to grow at a CAGR of 2.8% and 4.9% respectively over the analysis period. Within Europe, Germany is forecast to grow at approximately 3.1% CAGR.

Global Chemical Mechanical Planarization Market - Key Trends and Drivers Summarized

What Is Chemical Mechanical Planarization and Why Is It Essential for Semiconductor Manufacturing?

Chemical Mechanical Planarization (CMP) is a critical process in semiconductor manufacturing, essential for achieving the ultra-flat surfaces required in the production of microchips. CMP involves the simultaneous application of both chemical slurry and mechanical polishing to remove excess material and flatten the wafer surface. This process is fundamental to creating the multiple layers of circuitry found in modern microprocessors, memory chips, and other integrated circuits (ICs). Without CMP, it would be impossible to build the complex, multilayered structures needed to meet the ever-growing demands for smaller, faster, and more energy-efficient electronic devices. In the semiconductor industry, where dimensions are measured in nanometers, any unevenness in the wafer surface can lead to defects, reducing yield and performance. CMP enables manufacturers to achieve precise topography control, ensuring that each layer of materials, such as copper, tungsten, or dielectric insulators, is perfectly level before the next layer is added. This process is vital in producing the high-density chips required for advanced technologies such as smartphones, data centers, and AI applications, where performance and power efficiency are paramount.

How Has CMP Evolved to Meet the Challenges of Advanced Node Technologies?

As the semiconductor industry has progressed towards smaller and more complex nodes, Chemical Mechanical Planarization has evolved to meet the new challenges associated with these advancements. With the introduction of 7nm, 5nm, and 3nm technologies, the requirements for surface planarity and defect control have become more stringent. Earlier iterations of CMP focused on standard materials like silicon dioxide or aluminum, but today’s advanced node technologies require polishing processes tailored for more exotic materials, such as low-k dielectrics, copper interconnects, and even advanced materials used in 3D NAND and FinFET structures. One of the significant innovations in CMP technology is the development of customized slurries and polishing pads that are specifically formulated to handle these new materials while minimizing defects like dishing, erosion, or scratching. Moreover, endpoint detection technologies have improved dramatically, allowing for real-time monitoring of the CMP process, ensuring that the material removal stops precisely at the desired thickness. As chip designs become denser and more complicated, CMP has had to adapt by offering greater precision, reduced variability, and lower defect rates, all while maintaining cost efficiency. This technological evolution has been critical for keeping pace with the semiconductor industry's relentless drive towards smaller, faster, and more efficient chips.

What Are the Key Challenges Facing CMP and How Are They Being Addressed?

Despite its importance, CMP faces several challenges that must be carefully managed to ensure optimal performance and yield in semiconductor fabrication. One of the most significant challenges is managing defectivity during the CMP process. Particles from the slurry or the polishing pad can cause scratches or pits in the wafer surface, leading to defects that compromise the final product. To mitigate this, manufacturers are investing in cleaner slurries and improved filtration systems to reduce the likelihood of particle contamination. Another challenge is the variability of the CMP process, as it can be difficult to achieve uniform material removal across the entire wafer, especially as wafer sizes increase. This variability can lead to over-polishing in some areas and under-polishing in others, resulting in yield loss. To address this issue, advances in real-time process control and automation have been implemented, allowing for more consistent and precise polishing outcomes. Additionally, the increasing complexity of device architectures, such as 3D stacking and high-aspect-ratio features, adds new difficulties in maintaining uniform planarization across different layers. New polishing materials and techniques are being developed to handle these intricate structures while maintaining the integrity of the wafer. Ultimately, overcoming these challenges is crucial for ensuring that CMP continues to enable the production of high-performance semiconductor devices.

What Are the Factors Fueling Expansion of the Chemical Mechanical Planarization Market?

The growth in the Chemical Mechanical Planarization market is driven by several factors closely linked to advancements in semiconductor manufacturing, increasing demand for consumer electronics, and the ongoing development of next-generation technologies. One of the primary drivers is the continued scaling of semiconductor nodes, with manufacturers pushing toward smaller geometries. These advanced nodes require highly precise CMP processes to ensure defect-free surfaces as multiple layers of materials are deposited and patterned. Another significant growth driver is the rising demand for high-performance computing (HPC) and artificial intelligence (AI) chips, which require advanced packaging techniques, including 3D stacking and heterogeneous integration, all of which rely heavily on CMP for surface planarity. The growing adoption of 5G technologies and the expansion of data centers are also creating increased demand for CMP, as these applications require more sophisticated semiconductors with higher processing speeds and lower power consumption. Furthermore, the rise in electric vehicles (EVs) and autonomous driving systems is contributing to market growth, as these industries require complex, high-reliability chips, which rely on CMP for their fabrication. Lastly, the continuous innovation in CMP slurries and consumables, driven by the need for greater precision and lower defectivity, is propelling market expansion. These factors, combined with the growing complexity of semiconductor designs, are fueling the demand for advanced CMP technologies across multiple industries, ensuring the continued growth of the CMP market.

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TABLE OF CONTENTS

I. METHODOLOGY

II. EXECUTIVE SUMMARY

III. MARKET ANALYSIS

IV. COMPETITION

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