スパッタリング装置用陰極市場規模と展望、2023-2031年

世界のスパッタリング装置用陰極市場は、2022年に10億9,010万米ドルの規模に達しました。予測期間（2023年～2031年）中に年平均成長率（CAGR）6.05%で成長し、2031年までに18億4,953万米ドルに達すると予測されています。スパッタリングとは、真空環境下で高エネルギー粒子をターゲット材料またはソース材料の原子に衝突させ、その原子を「叩き出し」または「スパッタリング」させて、シリコンウェハー、ソーラーパネル、光学デバイスなどの基板上に薄膜として堆積させる物理気相成長（PVD）プロセスの一種です。この技術は、現代の半導体、CD、ディスクドライブ、光学デバイスの中核をなす薄膜形成において不可欠な役割を果たしています。半導体の用途が多岐にわたるため、様々な産業でスパッタリング装置用陰極への需要が高まっており、これが市場成長の主要因となっています。

**市場の推進要因**

スパッタリング装置用陰極市場の成長を牽引する主な要因は多岐にわたり、技術革新、産業需要の拡大、および政府の支援が複合的に作用しています。

* **半導体需要の急増:**
* **人工知能（AI）の進化:** AI技術の急速な発展は、エレクトロニクス、航空宇宙、データセンターなどの産業において、高性能半導体の需要を劇的に増加させています。AIシステムの演算能力向上には、より複雑で高度な半導体が不可欠であり、その製造プロセスにおいてスパッタリング装置用陰極が重要な役割を担います。
* **仮想現実（VR）の普及:** ビデオゲームやその他のアプリケーションにおける仮想現実（VR）技術の採用拡大は、高性能グラフィック処理ユニット（GPU）やその他の専用半導体への需要をさらに刺激しています。VRデバイスやプラットフォームの進化には、高度な半導体技術が不可欠であり、その製造にはスパッタリングプロセスが広く用いられています。
* **IoTデバイスの増加:** インターネット・オブ・シングス（IoT）デバイスの数が爆発的に増加しており、これに伴い半導体製造への投資が促されています。スマートホーム、産業用IoT、ウェアラブルデバイスなど、あらゆる分野でIoTデバイスが普及するにつれて、半導体部品の需要が高まり、結果としてスパッタリング装置用陰極市場の成長を後押ししています。
* **自動車産業の変革:** 自動運転車や電気自動車（EV）といったトレンドが普及するにつれて、1台あたりの自動車に搭載される半導体部品の数と複雑性が著しく増加しています。これらの先進的な車両システムには、センサー、制御ユニット、パワーエレクトロニクスなど、多種多様な半導体が不可欠であり、その製造にはスパッタリング技術が広く用いられています。特に、駆動系ベアリングやコンポーネントのコーティングにもスパッタリング装置が利用されています。
* **5Gネットワークの展開:** 第5世代移動通信システム（5G）ネットワークの世界的拡大は、ワイヤレス通信産業に大きな影響を与えています。消費者が5G対応のスマートフォンやその他のガジェットにアップグレードする可能性が高まることで、世界的な半導体需要が加速し、スパッタリング装置用陰極の需要も増加しています。
* **政府による半導体製造投資:** 多くの政府が、地域の高まる半導体需要に対応し、サプライチェーンの強靭化を図るため、半導体生産への大規模な投資プログラムを開始しています。このような政策的支援は、半導体産業の拡大を促進し、スパッタリング装置用陰極市場の成長に寄与する重要な機会を提供しています。

* **燃料電池技術の進展:**
* 米国における公共交通機関を中心に、業務用固体燃料電池への需要が高まっています。これに加え、燃料電池メーカーの製造能力が拡大していることから、燃料電池の電極やセパレーターなどのコーティング需要が増加し、市場の拡大につながっています。
* **マグネトロンスパッタリングの普及:** 自動車用途の燃料電池における薄膜コーティングにマグネトロンスパッタリングが広く採用されるにつれて、マグネトロン陰極の需要が高まっています。この技術は、異なる陰極材料を持つ複数のマグネトロンの使用を可能にし、スパッタリング装置の生産能力向上に貢献し、結果として市場の成長を推進しています。

* **技術革新と製造プロセスの進化:**
* 無線技術（5G）、人工知能、自動化といった技術革新は、様々な産業分野を刺激し、次世代製造技術の採用を促しています。企業は、半導体の効率と品質を向上させるため、マグネトロンスパッタリング技術などの先進的な製造プロセスへの移行を加速させています。
* **マグネトロンスパッタリングの利点:** マグネトロンスパッタリングは、金属、合金、化合物を様々な材料に最大1ミリメートルの厚さで高精度に堆積させる高速真空コーティングプロセスです。この技術は、高い成膜速度、高純度膜、非常に高い膜密着性、ステップや微細構造への優れた被覆性、熱に敏感な基板へのコーティング能力、自動化の容易さ、大面積基板に対する高い均一性など、数多くの利点を提供します。これらの利点により、半導体製造におけるマグネトロンスパッタリング技術の採用頻度が増加しています。
* **プラズマアシスト反応性マグネトロンスパッタリング:** 高品質の光学コーティングを可能にするプラズマアシスト反応性マグネトロンスパッタリングターゲットは、製造プロセス全体で最大6Nの超微細粒構造と純度を保証し、再現性の高い成膜を実現します。
* **研究開発の進展:** 中国のハルビン工業大学（HIT）の研究チームは最近、高出力パルス反応性マグネトロンスパッタリングの反応モードに関する研究を行い、キャリア濃度を低下させ、移動度を14.93 cm²/Vsに増加させ、4μmでのIR透過率を向上させることに成功しました。このような技術的進歩、性能向上による応用範囲の拡大、および追加的なプロセス上の利点が、これらの先進技術の利用需要を継続的に生み出しています。

**市場の阻害要因と克服（機会への転換）**

スパッタリング装置用陰極市場には、熱蒸着（Thermal Evaporation）のような代替薄膜堆積技術が存在しますが、その影響は限定的であり、スパッタリング技術の優位性が市場成長を後押しする機会となっています。

* **熱蒸着（PVD）の存在:**
* **プロセス:** 熱蒸着は、物理気相成長（PVD）の最も一般的でシンプルな手法の一つです。抵抗加熱源を用いて、真空中で固体物質を蒸発させることで薄膜を形成します。物質は高真空チャンバー内で蒸気圧が発生するまで加熱され、蒸発した材料、すなわち蒸気流が真空チャンバー内を熱的に移動し、基板上にコーティングされます。
* **用途:** この技術は、電気接続用途に適しており、アルミニウム、クロム、金、インジウムなど、様々な金属および非金属の成膜が可能です。薄膜デバイス（OLED、太陽電池、薄膜トランジスタ）、ウェハーボンディング（インジウムバンプ堆積が必要な場合）、異なるるつぼの温度を調整することによる多成分の共蒸着などにも有効です。
* **利点:** 熱蒸着には、約50オングストローム/秒の高い成膜速度、他のPVDプロセスと比較して低コスト、イオンアシスト源との互換性、惑星型基板固定治具や均一性マスクを使用した場合の優れた均一性など、いくつかの利点があります。

* **スパッタリングによる優位性の確立:**
* 熱蒸着の利点にもかかわらず、スパッタリングは、より優れたステップカバレッジ、高い充填密度、そして応力が低い場合のより良好な密着性という点で明確な優位性を持っています。これらの特性は、特に高性能半導体や精密デバイスの製造において極めて重要です。
* さらに、スパッタリングにおけるプロセス変数はより一貫性があり予測可能であるため、自動化が容易です。これにより、製造プロセスの安定性と再現性が向上し、大量生産におけるコスト効率と品質管理が最適化されます。
* 結論として、熱蒸着という代替技術が市場に与える影響は最小限であると見なされています。企業が次世代の生産技術への移行を進める中で、効率と品質向上のためにマグネトロンスパッタリング技術などの先進プロセスをますます採用しており、スパッタリング装置用陰極市場は成長の機会を捉え続けています。

**セグメント分析**

**1. 地域別分析**

世界のスパッタリング装置用陰極市場は、北米、欧州、アジア太平洋、LAMEA（ラテンアメリカ、中東、アフリカ）の4つの主要地域に区分されています。

* **アジア太平洋地域:**
* **最大の収益貢献者であり、予測期間中にCAGR 6.40%を記録すると予想されています。** この地域は、中国を中心とした半導体消費の増加により、市場成長の強力な牽引役となっています。中国では、多様な国際的電子機器の輸入が継続しており、半導体需要が拡大しています。世界のスマートフォンメーカー上位5社のうち3社がこの地域に拠点を置いており、半導体採用の膨大な機会を生み出しています。中国工業情報化部によると、2021年2月末までに中国の通信事業者は79万2,000基もの5G基地局を設置し、5G端末の接続数は2億6,000万に達しました。さらに、同国の電気自動車市場の急速な拡大は、最先端半導体の普及を刺激し、スパッタリング装置用陰極市場の発展を強力に推進しています。

* **北米地域:**
* **予測期間中にCAGR 4.70%を示すと予想されています。** この地域では、軍事および航空宇宙分野向けの電子部品製造を強化するため、業界ベンダーが合併・買収（M&A）活動に積極的に取り組んでいます。例えば、2021年4月には、高エネルギー密度コンデンサのサプライヤーであるエヴァンス・キャパシター・カンパニーが、アークライン・インベストメント・マネジメント・カンパニーのポートフォリオ企業であるクアンティック・エレクトロニクス・カンパニーと合併しました。これは、軍事および航空宇宙市場向けのミッションクリティカルな製品を開発する専門エレクトロニクスメーカーのために、最も電力密度の高いコンデンサ技術を創出することを目的としています。このような業界再編は、スパッタリング装置用陰極市場を牽引するでしょう。また、ジョー・バイデン大統領は2021年2月に、国内での半導体生産が政権の目標であると宣言しており、これも市場成長への強力な追い風となる機会を提供しています。

* **欧州地域:**
* ドイツは、5Gサービスの開発を加速させるための地方イニシアチブを支援するために多額の投資を行っています。ドイツテレコムによると、2020年7月以降、5Gネットワークは約4,000万人の人々にサービスを提供してきました。ドイツはまた、地域的な5Gアプリケーションのためのネットワーク開発においても主導的な役割を果たしています。多くの企業が5G技術の進歩に力を入れています。2022年1月現在、ノルトライン＝ヴェストファーレン州（NRW）とバーデン＝ヴュルテンベルク州は、特定の開発プロジェクトに対して太陽光発電（PV）技術を義務付けた最初のドイツの州となりました。NRWでは、35台以上の駐車スペースを持つ商業駐車場にPVシステムの設置が義務付けられています。ドイツ政府は、将来の半導体需要に対する輸入依存度を減らすことを主な目的として、新たな半導体製造施設の建設に資金を投入する予定であり、これがスパッタリング装置用陰極市場の需要を喚起する重要な機会となります。

* **LAMEA（ラテンアメリカ、中東、アフリカ）地域:**
* 予測期間を通じて、様々な産業で半導体の幅広い採用が期待されています。この地域の自動車産業の発展は、市場拡大に大きな機会をもたらすと予想されます。例えば、ドバイは2030年までにアラブ首長国連邦の道路に42,000台の電気自動車を導入する取り組みを開始しました。政府はEV所有者に対してインセンティブを提供しており、UAEにおけるEV需要を押し上げ、地域における半導体デバイス市場を活性化させています。EV開発の増加は、駆動系ベアリングやコンポーネントのコーティングにスパッタリング装置が利用されるため、スパッタリング装置用陰極市場に影響を与える可能性があります。また、CIGSベースの太陽電池デバイスにおける全ての構造を成膜するためにマグネトロンスパッタリング技術を採用するアプローチも提案されており、再生可能エネルギー分野での需要拡大も期待されます。

**2. 製品タイプ別分析**

世界のスパッタリング装置用陰極市場は、製品タイプに基づいてリニア型と円筒型に二分されます。

* **円筒型セグメント:**
* **市場の主要な貢献者であり、予測期間中にCAGR 5.65%を示すと推定されています。** 円筒型スパッタリングシステムでは、10～100 kHzの周波数範囲のAC電源を使用する2つの回転する円筒形マグネトロンが用いられます。回転する円筒形マグネトロンは、ターゲットに適用された誘電体材料を除去し、基板上に誘電体層を形成します。これにより、ターゲットの誘電体層がコンデンサとして機能することを防ぎ、アーク放電の発生を抑制することができます。アーク放電を防ぐために、ターゲットとインピーダンス制限コンデンサを直列接続することも可能です。このインピーダンス制限コンデンサは、高周波スパッタリングシステムで電源とターゲットを接続するために使用されるコンデンサよりもはるかに大きな値を持っています。
* **円筒型ターゲットの利点:** ロータリーターゲットは表面積が大きいため、マグネトロン出力が一定の時間内でより広い領域をカバーできます。これにより、ノジュールの成長を防ぎ、ターゲットをより低い温度に保ち、アーク放電を減少させます。回転スパッタリングはノジュールの生成を抑制するため、ターゲットは長期間連続して稼働できます。一般的にプレーナーターゲットが使用されるのは稼働時間の30%程度であるのに対し、ロータリーターゲットは80%使用されるため、スクラップが少なく、稼働時間が長くなります。ロータリーターゲットは連続スパッタリング用途に最適です。連続処理は、スパッタリングチャンバーのセットアップにかかる時間を短縮するため、スループットを向上させます。市場の企業は、エンドユーザーの需要の増加とロータリー技術がリニア技術に対して持つ利点を見越して、新製品を積極的に組み込み、開発しており、これが市場の成長機会を創出しています。

* **リニア型セグメント:**
* リニア型スパッタリング装置の用途には、半導体、太陽エネルギー、ディスプレイ、データストレージなどが含まれます。例えば、ボッシュは2021年12月に、世界中の自動車メーカーに供給するため、SiCベースのパワー半導体の量産を開始しました。このようなチップへの需要の高まりに対応するため、ボッシュのロイトリンゲン工場にあるクリーンルーム面積は2021年にすでに1,000平方メートル拡張されました。半導体は、高い電子移動度、広い温度範囲、最小限のエネルギー要件といった特性により、エレクトロニクス分野における重要な革新の一つです。半導体産業協会（SIA）は、2021年の世界半導体産業売上高が5,559億米ドルに達し、2020年の4,404億米ドルから26.2%増加し、過去最高の年間総額になると予測しました。
* **プレーナーマグネトロンスパッタリング装置:** この装置は、陰極板のエロージョン領域全体に垂直かつ遍在する追加の可変磁場を生成します。以前の可変磁場が、磁力線が陰極板と平行になる位置の一般的な場所を常に変化させる結果、最大陰極板エロージョンも変化します。これにより、より広い陰極板領域にわたってよりシャープではないエロージョンパターンが生成され、より多くの陰極板材料が任意のプレーナー陰極板からスパッタリングされることが可能になり、材料利用効率の向上と成膜の均一性改善に寄与します。

Report Coverage & Structure

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    • M&A契約および協業分析
  • 市場プレイヤー評価
    • Kurt J. Lesker Company
      • 概要
      • 事業情報
      • 収益
      • ASP
      • SWOT分析
      • 最近の動向
    • Veeco Instruments Inc.
    • Semicore Equipment Inc.
    • Impact Coatings Ab
    • Aja International Inc.
    • Soleras Advanced Coatings
    • Sputtering Components Inc.
    • Kdf Electronic and Vacuum Services, Inc.
    • Angstrom Sciences Inc.
    • Angstrom Engineering Inc
  • 調査方法
    • 調査データ
    • 二次データ
    • 主な二次情報源
    • 二次情報源からの主要データ
    • 一次データ
    • 一次情報源からの主要データ
    • 一次情報源の内訳
    • 二次および一次調査
    • 主要な業界インサイト
    • 市場規模推定
    • ボトムアップアプローチ
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    • 市場予測
    • 調査の仮定
    • 仮定
    • 制約
    • リスク評価
  • 付録
    • ディスカッションガイド
    • カスタマイズオプション
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    • 免責事項

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