複合半導体材料 市場規模と展望、2025年～2033年

## 複合半導体材料市場に関する詳細な市場調査報告書

### 序論

世界の複合半導体材料市場は、2024年に359.6億米ドルの規模に達し、2025年には381.1億米ドル、そして2033年には607.5億米ドルに達すると予測されており、予測期間（2025年～2033年）における年平均成長率（CAGR）は6%と見込まれています。この目覚ましい成長は、高性能なハイテク製品に対する消費者の需要の高まりが、半導体製品における技術的進歩を促進し、複合半導体材料の需要を刺激していることに起因しています。

複合半導体材料とは、周期表上の異なるグループに属する2つ以上の元素、または同じグループの元素が結合して作られる半導体材料です。これらは、従来のシリコンベースの半導体と比較して、高温耐性、高周波特性、広帯域ギャップ、および高速動作といった優れた特性を有しており、これらの独自性が将来的に複合半導体材料市場の需要を牽引する主要な要素となるでしょう。近年、電子機器やモバイルデバイスにおけるアプリケーション需要の増加に伴い、複合半導体材料の市場は着実に拡大しています。製造プロセスには、化学気相成長法（CVD）、原子層堆積法（ALD）など、さまざまな薄膜堆積方法が応用されています。多くのサプライヤーが、複合半導体製品の新技術開発と、競争力のある価格で用途に特化した製品の製造に注力しています。

### 市場概要

世界の半導体産業は、電子デバイスに対する絶え間ない需要に後押しされ、急速な拡大を続けています。半導体は、技術革新と進歩の原動力であり、主流の電子機器は主に半導体パッケージと表面実装技術（SMT）プロセスで構成されています。マイクロエレクトロニクスデバイスの製造には、薄膜堆積、プロトタイピング、選択的エッチング、および修飾といった一連の段階が含まれます。多様なパラメータとパターンを用いて、単一のウェーハ上に何億もの機能部品を含む数百の回路を製造することが可能です。半導体は最終用途デバイスに組み込まれる前に、スパッタリングや蒸着などの物理気相成長法（PVD）プロセスによって、硬質で耐摩耗性のコーティングが施されます。

世界の半導体産業の拡大を推進するいくつかの主要なトレンドが存在します。その一つは、人工知能（AI）が様々な産業で利用を拡大していることであり、これは半導体メーカーおよびサプライヤーにとって成長機会を提示しています。また、米国の法人税率が35%から21%に引き下げられたことは、米国の半導体産業の発展にとって事業環境を改善すると予想され、複合半導体材料の需要にプラスの影響を与えるでしょう。

### 市場の牽引要因

複合半導体材料市場は、主に半導体製造業界における新製品設計と仕様の採用によって推進されています。複合半導体材料は電子ハードウェアの不可欠なコンポーネントであり、電子機器の設計と開発に広く利用されています。

1. **高機能・高性能製品への需要増大と技術革新:** スマートフォン、iPod、ノートパソコン、ポータブル測定・試験機器といった携帯型デバイスへの需要増加は、電子デバイスの小型化を促進しています。このような小型化と高性能化は、新しい材料と関連するプロセス技術の開発を通じて実現されます。消費者のハイテク製品への需要の高まりは、半導体製品の技術的進歩を加速させ、結果として予測期間中の複合半導体材料の需要を刺激すると予想されます。

2. **エネルギー効率への要求の高まり:** 省エネルギー型電子機器に対する需要が増大するにつれて、有機半導体や複合半導体といった新しい電子材料の需要も増加する可能性が高いです。これは、複合半導体材料が優れた電力効率を提供できるため、環境負荷低減と運用コスト削減の両面で利点があるからです。

3. **メーカーによる先進材料開発への投資:** 様々なメーカーが、半導体やその他の電子アプリケーションでの利用を強化するために、先進的な電子材料を提供するための数多くの取り組みを行っており、これが複合半導体材料市場の成長を推進する主要因となると予想されます。

4. **人工知能（AI）の普及:** AI技術の多様な産業における利用拡大は、高性能な処理能力を持つ半導体デバイスへの需要を飛躍的に増大させています。AIのトレーニングや推論に不可欠な高速かつ効率的なプロセッサの開発は、従来のシリコンベースの半導体では達成が困難な高周波・高効率動作を可能にする複合半導体材料の採用を加速させ、市場に成長機会をもたらします。

5. **5Gネットワークの展開:** 5Gワイヤレスネットワークに利用される基地局には、効率性、性能、価値を提供する技術の組み合わせが不可欠です。ガリウムナイトライド（GaN）ソリューションは、これらの属性を顧客に提供するために絶対的に必要とされています。LDMOS（横方向拡散金属酸化膜半導体）と比較して、GaN-on-SiCは5G基地局において効率と性能の両方で大幅な向上をもたらします。さらに、GaN-on-SiCは、優れた熱伝導率、抜群の耐久性と信頼性、高周波数でのより良い効率性、そして小型MIMOアレイでの同等性能といった利点を持ちます。GaNは、すべてのネットワーク伝送セル（マイクロ、マクロ、ピコ、フェムトセル/ホームルーター）のパワーアンプを改善すると予想されており、その結果、次世代5Gの展開に大きく貢献する可能性があります。

### 市場の阻害要因

複合半導体材料市場の拡大を阻害する主な要因は、これらの製品の製造と使用に関連する健康および環境リスクです。電子機器には、多くの有毒なハロゲン化合物、重金属、放射性物質が含まれています。

1. **有害物質の使用と健康リスク:**
* **ヒ素（Arsenic）:** 最も広く使用されている複合半導体材料の一つであるガリウムヒ素（GaAs）の製造に用いられます。ヒ素は非常に毒性の高い物質とされており、曝露は肺がんなどの重篤な疾患を引き起こす可能性があります。
* **ベリリウム（Beryllium）:** ガリウムナイトライド（GaN）のドーピングに主に使用されるベリリウムは、発がん性物質であり、長期的な化学物質への曝露はいくつかの皮膚病を引き起こす可能性があります。

2. **環境への影響:**
* **クロロフルオロカーボン（CFCs）:** 冷蔵庫などの断熱フォームや冷凍装置の製造に使用されるクロロフルオロカーボンは、成層圏に蓄積し、オゾン層を損傷する傾向があります。これにより、生物における遺伝子損傷や皮膚がんの発生率が増加する可能性があります。

これらの健康および環境リスクは、製造プロセスの厳格な規制、廃棄物処理の課題、および代替材料の開発を促す要因となり、市場成長に対する制約となる可能性があります。

### 市場機会

複合半導体材料市場には、その特性と技術的進歩により、いくつかの重要な成長機会が存在します。

1. **新興技術の成長:** 人工知能（AI）、モノのインターネット（IoT）、スマートカー、そして5Gといった新興技術の継続的な発展は、高性能な複合半導体材料に対する新たな需要とアプリケーションを創出します。これらの技術は、データ処理速度、電力効率、高周波性能において、従来の半導体では満たせない要求を持つため、複合半導体材料がそのギャップを埋める主要なソリューションとなります。

2. **研究開発とイノベーションの加速:** 複合半導体製品の新技術開発や、特定のアプリケーションに特化した製品を競争力のある価格で提供するためのサプライヤーの努力が、市場の機会を拡大しています。特に、ガリウムナイトライド（GaN）などの複合半導体とシリコン技術との統合は、コスト効率と性能のバランスを取りながら、より広範な市場への普及を可能にする重要な進展です。

3. **政府の支援策と投資:** 米国における法人税率の引き下げのように、半導体産業の発展を後押しする政府の政策は、複合半導体材料の研究開発と製造への投資を促進し、市場の成長に好影響を与えます。

4. **自動車産業の電動化:** 自動車産業が電気自動車（EV）へのシフトを加速させる中で、バッテリー管理システム、パワーインバーター、充電インフラなどに必要な高出力・高効率の半導体に対する需要が急増しています。複合半導体材料、特にGaNやSiC（炭化ケイ素）は、その優れた電力処理能力と高温耐性により、EVの性能向上と航続距離延長に不可欠な役割を果たすと期待されています。

5. **小型化の進展:** ポータブルデバイスの普及に伴う電子機器の継続的な小型化は、より高密度で効率的な半導体ソリューションを要求します。複合半導体材料は、その優れた特性により、デバイスの性能を損なうことなく、さらなる小型化を実現するための鍵となります。

### セグメント分析

#### 材料タイプ別：III-V族複合半導体

III-V族複合半導体は、世界の複合半導体材料市場において最も支配的なセグメントであり、予測期間中に4.0%のCAGRを示すと予測されています。このセグメントは、周期表のIII族元素（ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウムなど）とV族元素（窒素、リン、ヒ素、アンチモンなど）を組み合わせた半導体で構成されます。

これらの半導体は、高周波数での動作、高効率な発光、優れた電子移動度、および光電子変換効率といった独自の特性を示します。代表的な例としては、ガリウムヒ素（GaAs）、インジウムヒ素（InAs）、インジウムアンチモン（InSb）、ガリウムリン（GaP）、ガリウムナイトライド（GaN）、インジウムナイトライド（InN）が挙げられ、中でもGaAsが最も一般的に使用されています。

III-V族複合半導体は、トランジスタ、LED、レーザー、太陽電池などの幅広いアプリケーションで活用されています。特に、5G通信、IoTデバイス、スマートカーといった新興技術分野において、大きな成長機会を秘めています。これらの材料は、異なる元素を混合することで光学特性を微調整できる柔軟性も持ち合わせています。

ガリウムナイトライド（GaN）は、特にパワーエレクトロニクス産業で人気が高まっています。その理由は、より高い電力密度、より高いスイッチング周波数、エネルギーコストの削減、およびシステムコストの低減といった利点にあります。企業はGaNの研究開発と生産能力に積極的に投資しており、シリコン技術との統合が重要な発展動向となっています。III-V族複合半導体、特にGaNに対する需要の増加と、5Gなどの最終用途産業の成長は、このセグメントの市場成長に肯定的な影響を与えると予想されます。

#### 用途別：通信

通信セグメントは、複合半導体材料市場において最も重要な貢献者であり、予測期間中に4.6%のCAGRを示すと推定されています。半導体は集積回路の主要な構成要素であり、国際的な通信ネットワークにとって不可欠です。モバイルデバイスとワイヤレス通信の爆発的な増加、データトラフィックの拡大、およびより高速なネットワークの導入は、複合半導体材料の需要を強く推進しています。

ガリウムヒ素（GaAs）などの複合半導体は、その優れた速度と効率性から、通信分野でますます採用されています。GaAsやその他のIII-V族半導体は、その高い電子移動度のために特に好まれています。モバイルデバイスにおいては、シリコンベースのCMOS半導体が抱える温度問題などの限界が顕著になっており、これらの問題を回避するために、企業はシリコンと複合半導体との統合を進めています。

GaNおよびその他のIII-V族半導体材料は、より小型で低消費電力、低コストの伝送システム構築を可能にすることから、その普及がさらに進むと予測されています。これは、5Gおよび将来の通信ネットワークインフラの展開において極めて重要な役割を果たすでしょう。

#### 地域別分析

地域別に見ると、世界の複合半導体材料市場は、北米、欧州、アジア太平洋、中南米、中東・アフリカに区分されます。

1. **アジア太平洋:**
アジア太平洋地域は、世界の複合半導体材料市場において最も大きなシェアを占めており、予測期間中に4.6%のCAGRを示すと推定されています。中国、インド、日本、インドネシア、マレーシアを含むアジア太平洋諸国では、技術的に進んだ製品の普及により、消費者向け電子機器市場が高い浸透率を経験しています。急速な都市化と可処分所得の増加は、消費者向け電子機器のユーザーをさらに拡大させ、複合半導体材料の適用範囲を促進すると予想されます。スマートフォン、テレビ、ノートパソコン、エアコンの小型化といった技術開発が、この産業を牽引しています。インド政府による家電製品生産を促進するイニシアチブも、複合半導体材料市場の成長を後押ししています。冷蔵庫、洗濯機、エアコンなどの主要家電製品における複合半導体材料の需要は増加すると見込まれています。この地域の製造業は、低い労働コスト、土地の利用可能性、高い国内需要によって影響を受け、外国メーカーの製造業への投資を誘致しています。

2. **北米:**
北米地域は、予測期間中に3.3%のCAGRを示すと予想されています。米国、カナダ、メキシコにおける最終用途産業の拡大が、この地域での複合半導体材料の需要を牽引しています。外国メーカーは、この地域に近づくことでターゲット市場を拡大する必要があり、それが生産能力の拡大と買収を促進しています。例えば、産業用半導体ソリューションの中国市場リーダーである華大半導体は、カナダのSolantro Semiconductorを買収しました。Solantro Semiconductorは、シリコンおよびその他の複合半導体材料を使用して先進的な集積回路を開発しています。この買収の目的は、同社への投資を増やし、この地域の技術を活用し、北米でのプレゼンスを拡大することでした。この地域では生産能力の増強も進んでおり、イリノイ州シャンペーンにあるII-VI EpiWorksは、製造 excellenceセンターの拡張を行いました。この工場では複合半導体製造用のエピタキシャルウェーハ製品を生産しており、この拡張により生産能力を4倍に増やすことを目指しています。

3. **欧州:**
欧州の自動車産業は、重要な最終用途市場となると予想されています。人工知能、自動車の電動化、デジタル化といった新技術のおかげで、この地域では複合半導体材料が急速に成長しています。さらに、この地域での大小の家電製品、特に組み込み型大型家電製品の販売増加も、市場拡大に肯定的な影響を与えると予想されます。予測期間中、家庭用電化製品、小型キッチン家電、電子玩具、スマートウェアラブル製造用のIC生産増加に伴い、複合半導体材料の需要は増加すると見込まれています。

4. **中南米:**
経済協力開発機構（OECD）によると、ブラジルの成長は、個人消費と労働市場の強化により大幅に増加すると予想されています。予測期間を通じて、この地域は電子機器、航空宇宙、防衛、ヘルスケアといった最終用途産業に支えられると見込まれています。インフラ開発と産業拡大の増加により電子機器セクターは成長すると予想され、複合半導体への需要が増加するでしょう。良好な政府政策と投資の増加が、市場拡大に良い影響を与えています。

5. **中東・アフリカ:**
中東・アフリカ地域の複合半導体材料市場は、商業化の初期段階にあります。しかし、この地域ではヘルスケア、航空宇宙、通信など、いくつかの産業で拡大が見られます。アラブ首長国連邦、サウジアラビア、南アフリカといった国々は、インフラ開発と技術開発への投資の結果として、今後数年間の市場成長の主要な牽引役となると予想されます。

### 結論

複合半導体材料市場は、高性能な電子機器に対する世界的な需要、特にAI、5G、IoT、スマートカーといった新興技術の急速な発展に牽引され、今後も堅調な成長を続けると予想されます。従来のシリコンベース半導体では達成困難な高温耐性、高周波特性、広帯域ギャップ、高速動作といった優れた特性が、複合半導体材料の競争優位性を確立しています。

一方で、製造過程で使用される有害物質に関連する健康および環境リスクは、市場の主要な制約要因として認識されており、これらの課題に対処するためのより安全な製造プロセスの開発や規制強化が求められています。

しかし、III-V族半導体のような材料タイプや、通信、自動車、家電といった多様な最終用途産業におけるアプリケーションの拡大は、市場に豊富な成長機会をもたらしています。特にGaNのような材料は、パワーエレクトロニクス分野で革新をもたらし、エネルギー効率の高いデバイスの実現に貢献しています。

地域別に見ると、アジア太平洋地域が最大の市場シェアを保持し、技術進歩と消費者需要の増加により今後も成長を牽引するでしょう。北米や欧州も、最終用途産業の拡大や自動車の電動化、AIの普及といったトレンドに乗り、着実な成長が見込まれます。中南米および中東・アフリカ地域は、現在初期段階にあるものの、インフラ投資と産業発展により将来的な成長の可能性を秘めています。

全体として、複合半導体材料市場は、技術革新と多様なアプリケーションの需要に支えられ、環境面での課題を克服しつつ、持続的な拡大を遂げる強力な見通しを持っています。

Report Coverage & Structure

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