Stratistics MRC에 따르면 세계의 SiC 웨이퍼 연마 시장은 2023년에 4억 달러를 차지하였고, 2030년에는 33억 5,000만 달러에 달할 것으로 예측되며, 예측 기간 중 CAGR은 35.5%로 전망됩니다.
연마는 표면의 결함과 거칠기를 제거하고 부드럽고 평평한 표면을 정확한 두께와 높은 품질로 실현합니다. 이 공정에서는 연마재와 연마 패드를 화학 슬러리와 함께 사용하여 표면의 요철을 서서히 줄여 웨이퍼의 표면 특성을 향상시킵니다. SiC 웨이퍼의 연마는 디바이스 성능을 최적화하고 수율을 향상시키고 파워 일렉트로닉스, 자동차, 항공우주 등 다양한 용도로 사용되는 전자 부품의 신뢰성을 보장하는 데 필수적입니다.
SiC 기반 파워 디바이스 채택 증가
산업이 에너지 효율이 높은 고성능 전자 시스템으로 전환하는 동안 SiC 기반 파워 디바이스는 효율을 유지하면서 더 높은 온도, 전압 및 주파수에서 작동하는 능력을 통해 지지를 받고 있습니다. SiC 기반의 파워 디바이스에 대한 수요 증가는 정밀한 표면 마무리를 한 고품질의 SiC 웨이퍼를 필요로 하기 때문에 제조업체 각사는 첨단 연마 기술과 설비에 대한 투자를 촉구하고 있습니다. 이와 같이, SiC 기반의 파워 디바이스의 채용이 증가하고 있는 것은 연마된 SiC 웨이퍼 수요를 직접 자극해, SiC 웨이퍼 연마 시장의 성장을 가속하고 있습니다.
높은 제조 비용
실리콘 카바이드(SiC) 웨이퍼의 연마 공정은 복잡하고 자원 집약적인 여러 공정을 포함하므로 생산 비용이 높습니다. 연마기나 계측 툴 등 SiC 웨이퍼의 연마에 필요한 장치는 정교하고, 조달이나 유지에 비용이 듭니다. 또한, 이 공정에서 사용되는 연마 슬러리 및 연마 패드는 정밀한 표면 마감을 달성하기 위해 특별히 제형화되어 재료 비용에 박차를 가하고 있습니다. 장비를 조작하고 연마 공정을 정확하게 수행하는 데 필요한 전문 지식은 인건비를 더욱 증가시키고 시장 확대를 방해합니다.
전기자동차의 성장
이산화탄소 배출량과 화석연료에 대한 의존도를 줄이기 위해 세계 전동 모빌리티로의 이동이 진행되고 있으며, 전기차에 있어서 SiC 기반의 파워 일렉트로닉스에 대한 수요가 높아지고 있습니다. SiC는 기존의 실리콘 기반 디바이스에 비해 전력 효율 향상, 방열 감소, 전력 밀도 향상 등 몇 가지 장점이 있으며, 전기자동차 전력 변환 및 모터 구동 시스템에 이상적인 옵션 되어 있기 때문에 SiC 웨이퍼 연마 서비스 수요를 자극하고 있습니다.
표면 결함 및 수율 손실
스크래치, 구덩이, 파티클과 같은 표면 결함은 장치 성능과 신뢰성을 저하시키며 수율 저하 및 제조 비용 증가로 이어집니다. 이러한 결함은 SiC 재료의 경도와 취성, 연마 파라미터의 변동, 불순물의 존재 등 다양한 요인으로 인해 발생합니다. 표면 결함으로 인한 수율 감소는 수익성에 영향을 줄 뿐만 아니라 고객 만족도 및 브랜드 평가에도 영향을 미칩니다. 따라서 표면 결함과 수율 손실은 시장 수요를 방해하는 요소입니다.
COVID-19의 영향
COVID-19의 유행은 SiC 웨이퍼 연마 시장에 큰 영향을 미쳤습니다. 팬데믹의 초기 단계에서는 이동 제한 및 봉쇄 조치로 인해 제조 시설의 일시 폐쇄 및 생산 일정 지연이 발생하여 SiC 웨이퍼 및 연마 서비스 공급에 영향을 미쳤습니다. 또한 개인 소비 감소와 자동차 및 전자기기와 같은 최종 사용자 산업의 혼란은 SiC 기반 반도체 디바이스 수요를 줄이고 시장 전체의 성장에 영향을 미쳤습니다.
예측 기간 동안 화학 기계 연마 부문이 최대가 될 것으로 예상
화학 기계 연마 부문이 최대 점유율을 차지하는 것으로 추정됩니다. 이 공정은 SiC 웨이퍼의 표면에 화학 슬러리를 도포하는 것으로 시작됩니다. 이 슬러리에는 용액에 현탁된 연마 입자가 포함되어 있어 표면 재료와 반응하여 재료 제거를 도와줍니다. CMP는 SiC 웨이퍼 연마에서 재료 제거의 정밀한 제어, 우수한 표면 품질, 높은 처리량 등 몇 가지 장점을 제공합니다. 또한 화학적 힘과 기계적 힘을 결합하여 CMP는 첨단 SiC 반도체 디바이스에 요구되는 엄격한 표면 사양을 달성하여 디바이스 성능, 수율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다.
예측 기간 동안 연마 패드 부문의 CAGR이 가장 높을 것으로 예상
연마 패드 부문은 예측 기간 동안 유리한 성장을 달성할 것으로 예측됩니다. 연마 패드는 SiC 웨이퍼의 연마에 널리 사용되는 CMP 공정에 필수적인 부품입니다. 연마 패드는 일반적으로 폴리우레탄과 합성 폴리머와 같은 부드럽고 탄력있는 재료로 만들어집니다. 연마 패드는 연마 중에 제어된 압력을 가하면서 연마 슬러리를 유지하고 웨이퍼 표면에 균일하게 분산되도록 설계되었습니다. 연마 패드의 조성 및 구조는 균일한 재료 제거를 보장하고 웨이퍼 표면의 결함을 최소화하기 위해 신중하게 설계되었습니다.
아시아태평양은 자동차, 파워 일렉트로닉스, 통신, 소비자용 전자기기 등 다양한 산업에서 SiC 기반 반도체 디바이스 수요가 증가하고 있기 때문에 예측 기간 동안 최대 시장 점유율을 차지했습니다. 일본과 대만 같은 나라에는 확립된 반도체 제조업체나 연구기관이 존재해, SiC 웨이퍼 연마 기술의 진보에 공헌하고 있습니다. 이러한 연구기관들은 SiC 기반 디바이스의 성능과 효율을 향상시키기 위한 연구개발 활동에 적극적으로 노력하고 있으며, 이는 첨단 웨이퍼 연마 기술 수요를 촉진하고 있습니다.
북미는 예측 기간 동안 수익성이 높은 성장을 이룰 것으로 예상됩니다. 북미 전자 및 반도체 부문의 강력한 존재는 첨단 인프라와 숙련된 노동력과 함께 이 지역의 SiC 웨이퍼 연마 시장의 성장을 뒷받침하고 있습니다. 이 지역의 기업은 자동차, 항공우주, 신재생 에너지, 통신 등 다양한 용도로 사용되는 고품질 SiC 웨이퍼 수요 증가에 대응하기 위해 최첨단 연마 기술 및 기술 개발의 최전선에 서 있습니다.
According to Stratistics MRC, the Global SiC Wafer Polishing Market is accounted for $0.40 billion in 2023 and is expected to reach $3.35 billion by 2030 growing at a CAGR of 35.5% during the forecast period. It involves the removal of surface imperfections and roughness to achieve a smooth, flat surface with precise thickness and high quality. This process utilizes abrasive materials and polishing pads combined with chemical slurries to gradually reduce surface irregularities and enhance the wafer's surface properties. SiC wafer polishing is essential for optimizing device performance, improving yield, and ensuring the reliability of electronic components used in various applications, including power electronics, automotive, and aerospace.
Rising adoption of SiC-based power devices
As industries transition towards more energy-efficient and high-performance electronic systems, SiC-based power devices have gained traction due to their ability to operate at higher temperatures, voltages, and frequencies while maintaining efficiency. This growing demand for SiC-based power devices necessitates high-quality SiC wafers with precise surface finishes, prompting manufacturers to invest in advanced polishing techniques and equipment. Thus, the rising adoption of SiC-based power devices directly fuels the demand for polished SiC wafers, driving growth in the SiC wafer polishing market.
High Production Costs
The process of polishing silicon carbide (SiC) wafers involves several complex and resource-intensive steps, contributing to elevated production expenses. The equipment required for SiC wafer polishing, such as polishing machines and metrology tools, is sophisticated and expensive to procure and maintain. Additionally, the abrasive slurries and polishing pads used in the process are specially formulated to achieve precise surface finishes, adding to material costs. The expertise required to operate the equipment and perform the polishing process accurately further increases labor expenses, which hampers market expansion.
Growth in electric vehicles
The global shift towards electric mobility to reduce carbon emissions and dependence on fossil fuels is driving the demand for SiC-based power electronics in electric vehicles. SiC offers several advantages over traditional silicon-based devices, including higher power efficiency, reduced heat dissipation, and increased power density, making it an ideal choice for power conversion and motor drive systems in electric vehicles, stimulating demand for SiC wafer polishing services.
Surface defects and yield loss
Surface defects such as scratches, pits, and particles can impair device performance and reliability, leading to yield loss and increased manufacturing costs. These defects can arise due to various factors, including the hardness and brittleness of SiC material, variations in polishing parameters, and the presence of impurities. Yield loss due to surface defects not only impacts profitability but also affects customer satisfaction and brand reputation. Therefore, surface defects and yield loss are the elements hindering market demand.
Covid-19 Impact
The COVID-19 pandemic had a significant impact on the SiC wafer polishing market. During the initial phases of the pandemic, restrictions on movement and lockdown measures led to temporary closures of manufacturing facilities and delays in production schedules, affecting the supply of SiC wafers and polishing services. Moreover, reduced consumer spending and disruptions in end-user industries such as automotive and electronics also dampened demand for SiC-based semiconductor devices, impacting overall market growth.
The chemical-mechanical polishing segment is expected to be the largest during the forecast period
The chemical-mechanical polishing segment is estimated to hold the largest share. This process begins with the application of chemical slurry onto the surface of the SiC wafer. The slurry contains abrasive particles suspended in a solution that reacts with the surface material, aiding in material removal. CMP offers several advantages in SiC wafer polishing, including precise control over material removal, excellent surface quality, and high throughput. Moreover, by combining chemical and mechanical forces, CMP can achieve the stringent surface specifications required for advanced SiC semiconductor devices, improving device performance, yield, and reliability.
The polishing pads segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
The polishing pads segment is anticipated to have lucrative growth during the forecast period. These pads are essential components of the CMP process, which is widely used for polishing SiC wafers. Polishing pads are typically made of a soft, resilient material such as polyurethane or a synthetic polymer. They are designed to hold and distribute the abrasive slurry evenly across the wafer surface while applying controlled pressure during polishing. The composition and structure of the polishing pad are carefully engineered to ensure uniform material removal and minimize defects on the wafer surface.
Asia Pacific commanded the largest market share during the extrapolated period owing to increasing demand for SiC-based semiconductor devices across various industries such as automotive, power electronics, telecommunications, and consumer electronics. The presence of established semiconductor manufacturers and research institutions in countries like Japan and Taiwan has contributed to the advancement of SiC wafer polishing technologies. These institutions are actively involved in research and development activities aimed at enhancing the performance and efficiency of SiC-based devices, thereby driving the demand for advanced wafer polishing techniques.
North America is expected to witness profitable growth over the projection period. North America's strong presence in the electronics and semiconductor sectors, coupled with its advanced infrastructure and skilled workforce, has propelled the growth of the SiC wafer polishing market in the region. Companies in the region are at the forefront of developing cutting-edge polishing techniques and technologies to meet the growing demand for high-quality SiC wafers used in various applications, including automotive, aerospace, renewable energy, and telecommunications.
Key players in the market
Some of the key players in the SiC Wafer Polishing Market include DuPont Incorporated, Entegris, 3M, Fujimi Corporation, Engis Corporation, JSR Corporation, Ferro Corporation, Kemet, Lapmaster Wolters, Advanced Abrasives Corporation and Logitech Ltd.
In September 2023, DuPont announced that it entered into a strategic collaboration relationship with YMT, a Korean printed circuit board (PCB) materials manufacturer listed on the KOSDAQ exchange. This collaboration combines DuPont's circuit imaging material expertise and YMT's local network, which can best address the local customer needs with faster response, better service, and a total solution.
In June 2023, DuPont Incorporated and JetCool Technologies Inc. announced a collaboration to increase adoption of advanced liquid cooling technology, enabling thermal management for semiconductors, data centers and other high-performance computing applications.
In March 2023, 3M announced collaboration with Guardhat, an industry-leading connected safety software company. Given the importance of connectivity as a key ingredient in safety programs, 3M is transferring its Safety Inspection Management (SIM) software to Guardhat.