John West

ここ5年間の半導体サプライチェーンに携わる誰をも驚かせる展開を見せたのが、チラーサプライヤーの際立った業績です。クリーンルームの下にあるサブファブに置かれる冷却装置には誰も注目していませんでしたが、この5年間で売り上げは5倍となり、22％の年平均成長率で、2021年に6億3500万ドルに達したのです。これは業界平均の成長率13.3％をはるかに上回ります。 何が急成長をけん引したのか メモリやロジックデバイスの製造において、ドライエッチングの工程が増加し複雑化したとが、この目覚しい成長の背景にあります。チラーや熱交換器は、プロセス中のウェーハの温度をより狭い範囲に維持するという問題に対し、特に大きな成果を上げています。これは、チラーの技術的進歩を示していますが、この分野が好調であることの説明にはなりません。 例外的な成長の主な要因は、エッチングプロセスチャンバーに供給される高周波（RF）電力の増加にあります。この電力増加により発生する熱量も増え、その放熱と制御必要となり、チラーが活躍する場面となったのです。増大する熱の制御には、多数のスペックの高いチラーが必要となり、台数の増加と高スペック化の両輪が目覚ましい成長がもたらしたのです。 半導体用チラーの主要サプライヤー 米国のAdvanced Thermal Sciences（ATS）が、米国メーカーがエッチング装置を圧倒していることで優位となり、売り上げベースでは首位のチラーサプライヤーとなります。2位には日本の伸和コントロールズが入り、韓国のUnisemとGSTが4位と5位となります。 需要への対応以外で、全てのチラーサプライヤーにとっての最大の課題となっているのが、膨大な消費電力の削減です。小型で高効率なチラーの開発が、今後の差別化の鍵となるでしょう。 チラーおよび熱交換器に依存するアプリケーション チラーおよび熱交換器の売上は、ドライエッチング向けが全体の61％を占めます。しかし、ドライエッチング以外のプロセスでも使用されており、19％が成膜向けであり、残りの20％はイオン注入、CMP、ウェットプロセス等で使用されます。 チラーおよび熱交換器は過去5年間、驚異的な成長パフォーマンスを示してきましたが、真空プロセスの増加率が通常のレベルに戻るにつれ、2026年にかけて成長率はかなり緩やかになると予想しています。以下がその理由です： 3D NANDの生産能力は初期の立ち上げが完了し、現在の成長率はメモリ生産能力全体と概ね足並みを揃えている。 EUVリソグラフィーの導入により、真空プロセス装置の需要は短中期的に先細りしている。 チラーおよび熱交換器の将来の成長トレンドは、クリティカルサブシステム業界全体の平均と足並みを揃え、2026年まで年率約3%で推移することが予測されます。 クリティカルサブシステムならびにVLSI Researchについての詳しい情報は、www.vlsiresearch.com/public/csubsをご覧ください。 John Westは、VLSI Research Europeのマネージングディレクターです。

真空ポンプ、圧力計、真空バルブは、合計すると半導体製造装置の部材費で最大となります。半導体業界では2020年に27億ドルが真空サブシステムに支出されましたが、この内60%以上がヨーロッパに本社を置くベンダーが供給しています。実際には、2020年に全世界で販売された半導体業界向け真空サブシステムの55%が、Edwards、Pfeiffer、VAT Valveのわずか3社のヨーロッパ企業によって提供されたのです。特にEdwardsとVAT Valveのシェア拡大が著しく、これによりヨーロッパは競合する日本のサプライヤーをリードし、そのシェアをこの数年間にわたり22％に停滞させています。 現在、莫大な数の真空プロセスチャンバーが二桁近い成長率で毎年出荷さていることが、大手真空サブシステムサプライヤーにとって追い風となっています。つまり、ヨーロッパのサプライヤーには、規模拡大のためのリソースと、顧客のニーズを先取りするための研究開発資金があり、勢いに乗っているということです。 特に中国、韓国、台湾では、エンドユーザーが真空サブシステムを国内サプライヤーから調達しようと試みましたが、ほとんどは失敗に終わりました。その逆に、ヨーロッパのサプライヤーの方で、顧客の製造拠点に近い東南アジアや韓国に製造のかなりの部分を移しています。一方、日本のサプライヤーは、製造の大部分を日本に留めたままです。 日本の真空サブシステムメーカーが対応方法を見つけられなければ、ヨーロッパのメーカーが全体としてシェアを拡大し続けることが予想されます。 本稿のデータは、2021年6月版VLSI Critical Subsystemsレポートに基づいています。詳細についてはVLSI Researchのウェブサイトをご覧ください。 John Westは、VLSI Research Europeのマネージングディレクターです。

半導体製造装置の電源およびガスサブシステムの2016年～2021年の年間成長率（GAGR）が、23％を達成する見込みです。これはクリティカルサブシステム業界平均の16.4%を大きく上回るものです。 電源およびガスサブシステムは、半導体製造装置のクリティカルサブシステムのコスト全体の約13%を占めており、2016年の9.8%から大幅に増加しています。この成長の原動力として以下があげられます： 半導体製造における真空度の高まり チャンバーあたりのRF電源サブシステム平均使用数の増加 サブシステムの高出力化に伴う価格上昇 一般的に高額な高周波電源サブシステムの使用 多重露光や3D NANDの量産化により、成膜・エッチングの工程数が大幅に増加しました。3D NANDの場合ですと、エッチングプロセスが長時間化、困難化することで、より広範囲にわたる電源ソリューションが必要となります。 興味深いことに、電源サブシステムを装置タイプ別に分析すると、電源サブシステムの大部分（70％）がエッチング装置に使用され、蒸着装置には30％しか使用されていません。この違いは、繊細なエッチングプロセスでは、装置ごとに複数のRF電源が必要になるという事実から説明できます。一方の蒸着は、必ずしもプラズマ用電源を必要としない、熱蒸着プロセス等の装置もあります。 電源サブシステム分野は過去5年間で驚異的な成長を遂げましたが、今後2026年に向けては成長率が大幅に減速することが予想されます。2D NANDから3D NANDへの移行が完了した現在、真空/プラズマプロセスの成長スピードは他の機器市場と足並みを揃えると考えられるからです。また、EUVの導入により、真空装置の需要は緩和するでしょう。 しかし、長期的には、デバイスの密度や性能を向上させるためには、EUVと多重露光の併用が依然として必要となるでしょう。電源・ガスサブシステムの今後の成長傾向は、クリティカルサブシステムの業界平均（3.9%）をわずかに上回り、2026年までのCAGRは約6.3%と予測しています。 本稿のデータは、VLSI ResearchのCritical Subsystemsレポート（2021年6月）に基づいています。詳細については、VLSI Researchのウェブサイトをご覧ください。 John WestはVLSI Research Europeのマネージングディレクターです。

VLSI Researchは先ごろ、2020年の半導体関連製造業クリティカルサブシステムのトップサプライヤーリストを発表しました。リストを見ると、チップメーカーのサブファブで使用される製品のサプライヤーにとっても2020年は良いとしでしたが、製造装置に直接組み込まれる製品のサプライヤーにとっては、売り上げが倍増する企業もあり、最高の年となりました。 半導体、FPD、太陽光発電産業へのクリティカルサブシステムのTOP 10サプライヤー。 半導体用が全体の売上の86%を占める。 ZEISSは首位の座を守り、2位にはMKS InstrumentsがEdwardsを抜いて入りました。Edwardsは除害サブシステム、ドライポンプの需要が伸びませんでしたが、MKS InstrumentsはRF電源の旺盛な需要が追い風となりました。電源のリーディングサプライヤーであるAdvanced Energyは、5位の堀場製作所との差を広げる結果となりました。VATの6位はかわりません。Ichor SystemsとUltra Clean Technologyは、何度も順位が入れ替わっていますが、今回はIchor Systemsが上回り7位となりました。ASMLは初めてTOP 10入りをし、荏原製作所の上の9位となり、Brooksは陥落しました。 ドライエッチチャンバーの出荷の急増が、RF電源とマッチング回路の需要を押し上げた主要因となりました。2020年のクリティカルサブシステム製品の平均成長率は18%でしたが、RF電源製品の2020年の成長率は52%であり、MKS Instruments、Advanced Energy、そしてComet（6位順位をあげて18位に上昇）がクリティカルサブシステム全体市場におけるシェアをあげることになりました。 VLSI Researchのレポートでは、クリティカルサブシステムのTOP 10サプライヤーの占有率が頭打ちになっていることも強調しています。歴史的に、TOP 10サプライヤーは市場全体の中で合計シェアを伸ばしてきました。2000年代には、特に金融危機の後に大型のM＆Aによって、クリティカルサブシステム市場の整理統合が進みました。しかし、ここ10年間については、TOP 10サプライヤーの合計シェアおおよそ50%で安定しています。現在は大手サプライヤーが市場で確固たる地位を築いており、M Aによるシェア獲得の機会も少なくなっていることから、市場は均衡レベルに達していると考えられます。 本稿のデータは、VLSI ResearchのCritical Subsystemsレポート（2021年3月版）の分析に基づいています。詳細についてはこちらをお訪ねください：https://www.vlsiresearch.com/public/csubs/. John WestはVLSI Research Europeのマネージングディレクターです。 原文はこちら：https://www.semi.org/en/blogs/business-markets/top-10-critical-subsystems-suppliers-2020