半導体レーザー装置市場 規模・シェア分析 – 成長トレンドと予測 (2025年～2030年)
半導体レーザー装置市場は、タイプ別（レーザーウェーハダイシング、レーザーボンディングおよびデボンディング（一時的ボンディング/デボンディング、レーザーリフトオフ、レーザー誘起前方転写）、レーザーアニーリング、レーザーウェーハマーキング）と地域別にセグメント化されています。上記すべてのセグメントについて、市場規模と予測は金額（百万米ドル）ベースで提供されています。
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半導体レーザー装置市場の概要
半導体レーザー装置市場は、予測期間中に5.6%未満の年平均成長率（CAGR）を記録すると予測されています。半導体製造プロセスにおいて、レーザーは幅広い用途で活用されており、レーザー切断、溶接、接合、穴あけ、剥離、マーキング、パターニング、測定、成膜といった様々なレーザー技術が、主要な半導体製造工程に統合され始めています。これらは、半導体デバイス、モジュール式および大容量相互接続プリント基板の製造、特に集積回路（IC）のパッケージングにおいて利用されています。
異なる半導体には異なる用途があるため、製造プロセス中にウェハーにマーキングを施し、どの製品がどの用途に適しているかを示すためにレーザーが広く使用されています。さらに、レーザーはウェハー表面を切断するだけでなく、表面粒子を再配置することで、微細ながらも読み取りやすいマークを作成します。
半導体レーザーは、産業、通信、軍事など、現代生活においてその重要性を増しています。また、新たなユースケースの出現が、この市場へのさらなる投資を促進しています。例えば、2022年2月には、米国防高等研究計画局（DARPA）が、スケーラブルな高エネルギーレーザー（HEL）技術に関する提案を募集し、新しい時代のレーザー戦闘システムを開発する計画を発表しました。この5年間で6,000万米ドルを投じる「モジュラー高効率レーザー技術（MELT）」プロジェクトは、既存の技術開発を刷新し、最先端の半導体製造プロセス、コヒーレントビーム結合、フォトニック集積、3次元（3D）接続およびパッケージングを活用することを目指しています。このような投資は、軍事・防衛用途における半導体需要を増加させ、市場の発展に貢献すると期待されています。
半導体チップの需要増加も、世界中の製造装置への投資を促進しており、これが予測期間中の市場成長に好ましいシナリオを生み出しています。例えば、SEMI（Semiconductor Equipment and Materials International）によると、2021年の半導体装置への支出は、韓国で249.8億米ドル、台湾で249.4億米ドル、中国で296.2億米ドルに達しました。
しかしながら、高額な初期投資、複雑な手順、専門的な知識とスキルが、予測期間中の半導体レーザー装置市場の成長を抑制する主要因となると予想されます。
COVID-19パンデミックは、各国で課された広範なロックダウンが半導体産業のサプライチェーンを著しく混乱させ、関連装置の需要減速を招いたため、市場の成長に顕著な影響を与えました。しかし、パンデミックによって加速したデジタル技術の採用は、ポストCOVID期においても継続的に成長すると予想されており、これが半導体チップの需要を促進し、ひいてはチップメーカーが生産を推進するためのレーザーなどの装置への投資を促し、市場に機会を創出しています。
半導体チップ需要の増加が市場成長を後押し
様々な最終用途分野における半導体チップ需要の高まりは、半導体レーザー装置市場の成長に好ましい市場環境を作り出しています。例えば、IEEEによると、自動車分野における半導体需要は継続的に増加しており、これは車車間通信（V2X）、先進運転支援システム（ADAS）、電気自動車の電力管理、ナビゲーション、ダッシュボードカメラ、スマートキー、そして期待される画像プロセッサといった最先端技術の著しい進歩によるものです。
中国自動車工業協会（CAAM）によると、2021年の中国における自動車生産台数は約2,610万台でした。さらに、自動車部門は2022年も着実に増加すると予想されており、例えば2022年9月には約260万台の自動車が販売されました。自動車部門の成長は、車載用半導体チップの需要を増加させ、半導体レーザーなどの半導体装置への投資を促進すると期待されています。
家電産業の成長も、スマートデバイスや多機能デバイスの需要増加に伴い、予測期間中の半導体チップ需要に貢献すると予想されています。この需要の伸びは、ベンダーが事業を拡大し、新しい製造施設に投資することを促しています。例えば、2022年7月、サムスンはメキシコの2つの工場で家電製品の製造を増やすために5億米ドルを投資する計画を発表しました。このような投資は半導体チップの需要を促進し、市場の成長に貢献すると期待されています。
半導体チップ需要の増加に牽引され、メーカーは新しいチップ製造施設や装置への投資を増やしており、これが市場に好ましいシナリオを生み出しています。例えば、SEMIによると、半導体製造装置への支出は2018年の644.2億米ドルから2021年には1,026.4億米ドルに増加しました。
アジア太平洋地域が予測期間中に大きく成長すると予想される
アジア太平洋地域は、政府支出と取り組みの増加、および同地域の高い生産と工業化による半導体需要の増加により、予測期間中に著しく成長すると予想されています。また、インド、中国、日本、韓国、台湾などの国々における通信部門の力強い成長と、主要なスマートフォンメーカーの存在が、今後数年間で同地域に成長機会を創出すると期待されています。
主要プレーヤーによる投資の増加と、最終用途における政府のイニシアチブの高まりが、今後数年間で製品需要を押し上げると予想されます。例えば、京セラは、2022年12月までの3年間と比較して、半導体製造およびその他の産業への投資を倍増させる計画です。これにより、2026年3月までの3会計年度における設備投資、研究開発費の総額は1.3兆円（97.8億米ドル）に達する見込みです。
同様に、2021年11月には、日本政府が2021年度補正予算から6,000億円（45億米ドル）を割り当て、先端半導体製造の資金援助を行う計画を発表しました。2021年には、日本政府がTSMCが新しいチップ技術を開発できる3.38億米ドルのチップ研究プロジェクトを承認しました。TSMCは、インテルやサムスンといった競合他社とともに、現在のチップ不足と将来の国内供給に関する懸念に直面する中、寛大な国家補助金を活用しています。今後数年間で、半導体製造方法の変化により、半導体レーザー装置市場は成長すると予想されます。
さらに、アジア太平洋地域には、TSMC、SMIC、SK Hynixなどの世界有数の半導体チップメーカーが存在します。これらのベンダーは、既存工場での生産を増やし、新規市場に参入するために半導体装置に多額の投資を行っており、これがアジア太平洋地域の市場成長に好ましい状況を生み出しています。
競争環境
半導体レーザー装置市場は、浜松ホトニクス株式会社、アプライドマテリアルズ、ディスコ株式会社、デルファイレーザー、住友重機械工業株式会社など、多数のプレーヤーが存在し、中程度の競争があります。これらのプレーヤーは、世界シェアを拡大し、市場での存在感を高めるために、製品発表、製品開発、パートナーシップ、コラボレーションなどの戦略を継続的に採用しています。
2022年11月、フランスのLP3研究所の研究者たちは、半導体チップの3次元空間内のどこでも局所的な材料加工をサポートする光ベースの技術を開発しました。この技術によって可能になる直接レーザー描画は、より高い集積密度と追加機能のために表面下の空間を活用する可能性を開きます。
2022年9月、ウシオは、従来の製品のほぼ2倍の寿命を持つ新しい405nm、600mW（CW）レーザーダイオード、HL40173MGおよびHL40175MGを発表しました。スマートフォンにおける高精細回路設計を露光するマスクレス（直接描画）露光装置の光源需要は、顧客の小型化・高出力化要求と並行して劇的に増加しています。また、バイオメディカル、測定、3Dプリンティング産業で光源として頻繁に利用される405nmレーザーダイオードには、安定性と動作寿命のさらなる向上が求められています。
最近の業界動向
* 2022年3月：Prism Venture PartnersとRWI Groupは、量子ドット1310nmおよび1550nm半導体レーザー技術メーカーであるZia Laser Inc.に540万米ドルを投資しました。
* 2022年2月：Veeco Instruments Inc.は、複数の主要半導体メーカーから、VeecoのLSA101およびLSA201レーザーアニーリングシステムに対する複数回、複数システムの発注があったことを発表しました。さらに、最先端ロジックの顧客は、Veecoのプラットフォームを高量生産の生産ツールとして指定しました。
* 2022年2月：DMG MORIグループ会社であり、半導体製造装置用工作機械およびレーザースケールのメーカーであるマグネスケールは、神奈川県の伊勢原工場に測定用半導体レーザーの新工場を建設すると発表しました。総投資額は約30億円（2,200万米ドル）で、新工場は建築面積450平方メートル、延床面積約900平方メートルとなる予定です。
このレポートは、「世界の半導体レーザー装置市場」に関する包括的な分析を提供しています。半導体製造プロセスにおけるレーザー技術の多様な応用に着目し、市場の需要動向、技術革新、最新の開発状況、そして将来的な成長機会を詳細に評価することを目的としています。レーザー技術は、半導体メーカーにおいて、レーザードリル、溶接、接合、切断、マーキング、パターニング、剥離、測定、成膜といった幅広いアプリケーションで不可欠な役割を果たしています。さらに、電子デバイスの精密加工、伸縮性および高密度相互接続（HDI）プリント基板の製造、さらにはICパッケージングソリューションなど、多岐にわたる分野でその応用が拡大しています。
市場の成長を牽引する主要な要因としては、スマートフォン、IoTデバイス、自動車、データセンターといった最終用途産業における半導体チップの需要が継続的に増加している点が挙げられます。これにより、半導体製造におけるレーザー装置の導入が加速しています。しかしながら、レーザー装置の初期設置費用や継続的なメンテナンスコストが高いことが、市場拡大における主要な抑制要因として認識されています。
市場は、主にプロセスと地域という二つの主要な軸で詳細にセグメント化されています。プロセス別では、高精度な「レーザーウェハーダイシング」、複数の技術を含む「レーザーボンディングおよびデボンディング」（一時的なボンディング/デボンディング、レーザーリフトオフ、レーザー誘起前方転写など）、半導体材料の特性を改善する「レーザーアニーリング」、そして製品識別や追跡に用いられる「レーザーウェハーマーキング」といった主要な技術が分析対象となっています。地域別では、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、およびその他の地域に分類され、各セグメントにおける市場規模と将来予測が米ドル（USD Million）で詳細に提供されています。特にアジア太平洋地域は、半導体製造の中心地として注目されています。
本レポートの分析によると、世界の半導体レーザー装置市場は、予測期間である2025年から2030年にかけて、年平均成長率（CAGR）が5.6%未満で着実に成長すると予測されています。市場を牽引する主要なプレーヤーとしては、浜松ホトニクス株式会社、Applied Materials、DISCO Corporation、Delphi Laser、住友重機械工業株式会社、Coherent、FitTech、Corning、IPG Photonics、Hanmi Semiconductorなどが挙げられ、これらの企業の動向が市場競争環境に大きな影響を与えています。地域別では、アジア太平洋地域が2025年時点で最大の市場シェアを保持しており、さらに予測期間中（2025年から2030年）においても最も高いCAGRで成長する見込みです。これは、同地域における半導体産業の活発な投資と生産能力の拡大に起因しています。
レポートでは、市場の全体像を深く理解するため、市場概要、ポーターのファイブフォース分析（新規参入の脅威、買い手の交渉力、サプライヤーの交渉力、代替品の脅威、競争の激しさ）、産業バリューチェーン分析、そして世界経済に大きな影響を与えたCOVID-19が産業に与える影響の評価といった多角的な視点からの分析が実施されています。本レポートは、2021年から2024年までの過去の市場規模データに加え、2025年から2030年までの詳細な市場規模予測を網羅しており、市場の将来展望を明確に示しています。
1. はじめに
- 1.1 調査の前提と市場の定義
- 1.2 調査範囲
2. 調査方法
3. エグゼクティブサマリー
4. 市場の洞察
- 4.1 市場概要
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4.2 業界の魅力度 – ポーターの5つの力分析
- 4.2.1 新規参入の脅威
- 4.2.2 買い手の交渉力
- 4.2.3 供給者の交渉力
- 4.2.4 代替品の脅威
- 4.2.5 競争の激しさ
- 4.3 業界のバリューチェーン分析
- 4.4 COVID-19が業界に与える影響の評価
5. 市場の動向
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5.1 市場の推進要因
- 5.1.1 最終用途産業からの半導体チップ需要の増加
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5.2 市場の阻害要因
- 5.2.1 高い設置およびメンテナンス費用
6. 市場セグメンテーション
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6.1 プロセス別
- 6.1.1 レーザーウェーハダイシング
- 6.1.2 レーザーボンディングおよびデボンディング
- 6.1.2.1 仮ボンディング/デボンディング
- 6.1.2.2 レーザーリフトオフ
- 6.1.2.3 レーザー誘起前方転写
- 6.1.3 レーザーアニーリング
- 6.1.4 レーザーウェーハマーキング
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6.2 地域別
- 6.2.1 北米
- 6.2.2 欧州
- 6.2.3 アジア太平洋
- 6.2.4 その他の地域
7. 競合情勢
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7.1 企業プロファイル
- 7.1.1 浜松ホトニクス株式会社
- 7.1.2 Applied Materials
- 7.1.3 DISCO Corporation
- 7.1.4 Delphi Laser
- 7.1.5 Sumitomo Heavy Industries, Ltd.
- 7.1.6 Coherent
- 7.1.7 FitTech
- 7.1.8 Corning
- 7.1.9 IPG Photonics
- 7.1.10 Hanmi Semiconductor
- *リストは網羅的ではありません
8. 投資分析
9. 市場の将来展望
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半導体レーザー装置は、半導体材料のpn接合に電流を流すことで、誘導放出の原理を利用してレーザー光を発生させる装置でございます。これは、小型、高効率、長寿命、そして直接変調が可能であるという優れた特徴を持っており、現代社会の様々な分野で不可欠な基幹技術として広く利用されております。その基本的な動作原理は、半導体中の電子と正孔が再結合する際に光子を放出する現象（自然放出）と、その光子が他の電子と正孔の再結合を誘発し、同じ位相、波長、進行方向の光子を生成する現象（誘導放出）に基づいています。この誘導放出された光を、半導体結晶の両端に形成された鏡面（共振器）で繰り返し往復させることで増幅し、特定の波長の強力なレーザー光として取り出す仕組みでございます。
半導体レーザー装置には、その構造、材料、発振波長、出力などによって多種多様な種類が存在します。構造面では、最も基本的なファブリ・ペロー型（FP-LD）があり、これは多モード発振が特徴です。一方、分布帰還型（DFB-LD）や分布反射型（DBR-LD）は、活性層内またはその近傍に回折格子を設けることで、単一モードで狭線幅のレーザー光を発振させることが可能であり、主に光通信分野で用いられます。近年注目されている垂直共振器面発光レーザー（VCSEL）は、基板に対して垂直方向に光を発射するため、低しきい値電流で動作し、アレイ化が容易であることから、データセンター内の光通信や3Dセンシング、LiDARなどに広く採用されております。さらに、量子カスケードレーザー（QCL）は、量子井戸構造を利用して中赤外から遠赤外域の光を発振させることができ、ガス分析や分光計測といった特殊な用途で活用されております。材料面では、ガリウムヒ素（GaAs）系が赤外から近赤外域、インジウムリン（InP）系が近赤外域、窒化ガリウム（GaN）系が青から紫外域、アルミニウムガリウムインジウムリン（AlGaInP）系が赤から橙色域のレーザー光を発振させ、それぞれの波長特性に応じた用途に使い分けられております。出力に関しても、数ミリワットの低出力から、数ワット、さらにはキロワット級の高出力まで、幅広い製品が開発されております。
半導体レーザー装置の用途は非常に広範にわたります。情報通信分野では、光ファイバー通信の光源として、長距離通信からデータセンター内の高速通信、さらには家庭内の光LANに至るまで、膨大な情報伝送を支えています。光ディスク分野では、CD、DVD、Blu-rayなどの読み書きに不可欠な部品として機能し、高密度なデータ記録再生を実現しています。センシング分野では、自動運転やドローンに搭載されるLiDAR（光による距離測定）、ガスセンサー、距離計、バーコードリーダーなどに利用され、高精度な情報取得を可能にしています。医療・美容分野では、レーザーメス、脱毛、眼科治療、歯科治療など、精密な処置や非侵襲的な治療に貢献しております。産業加工分野では、レーザー溶接、切断、マーキング、アニール、3Dプリンティングなど、高精度かつ高速な加工技術として、自動車、電子機器、航空宇宙産業などで幅広く活用されております。その他にも、レーザープロジェクターやヘッドアップディスプレイといったディスプレイ技術、プリンター、セキュリティシステム、さらには原子時計や環境モニタリングなどの計測・分析分野でも重要な役割を担っております。
半導体レーザー装置の発展を支える関連技術も多岐にわたります。高品質な半導体結晶を成長させるためのMOCVD（有機金属気相成長法）やMBE（分子線エピタキシー法）といった材料技術は、高性能なレーザー素子の実現に不可欠です。また、リソグラフィやエッチングなどの微細加工技術は、共振器構造や回折格子の精密な形成を可能にし、レーザーの特性を決定づけます。発生した熱を効率的に外部へ逃がすための放熱設計や、光ファイバーなどへの光結合技術、そして長期的な信頼性を確保するためのパッケージング技術も極めて重要です。さらに、レーザーを高速で変調したり、安定した出力を維持したりするための駆動回路技術も、その性能を最大限に引き出す上で欠かせません。近年では、レーザー、変調器、検出器などを単一のチップ上に集積する光集積回路（PIC）技術も進化しており、システムの小型化、高機能化、低コスト化に貢献しています。
半導体レーザー装置の市場は、情報通信、産業加工、センシングといった主要分野での需要拡大を背景に、継続的な成長を続けております。特に、5G通信の普及、データセンターの増設、自動運転技術の進化、IoTデバイスの増加などが、市場を牽引する大きな要因となっております。主要なプレイヤーとしては、日本企業では三菱電機、日亜化学工業、ソニー、シャープなどが、米国企業ではCoherent、Lumentumなどが、欧州企業ではTRUMPF、AMS OSRAMなどが、そして中国企業も台頭しており、激しい技術開発競争が繰り広げられております。市場のトレンドとしては、さらなる高出力化、高効率化、そして小型化・低コスト化が進められています。また、紫外から中赤外域に至るまで、より多様な波長域でのレーザー開発が進むとともに、VCSELのような面発光レーザーの普及拡大、そしてAIやIoTといった先端技術との連携による新たなアプリケーションの創出が期待されております。
将来展望としましては、半導体レーザー装置はさらなる高性能化が追求されるでしょう。具体的には、より高出力で高輝度、高効率なレーザー、そして狭線幅で広帯域な波長可変レーザーの開発が進むと予想されます。新材料や新構造の導入により、これまで実現が困難であったテラヘルツ波などの新しい波長域の開拓や、量子ドットレーザーのさらなる進化も期待されております。応用分野においても、量子コンピューティング、AR/VR（拡張現実/仮想現実）デバイス、バイオ・医療診断の高度化、宇宙通信といった最先端技術への貢献が期待されます。また、環境・エネルギー分野では、再生可能エネルギー製造プロセスの効率化や、高精度な環境モニタリングシステムへの応用が進むでしょう。一方で、熱管理の最適化、長期的な信頼性の確保、製造コストのさらなる削減、そして特定の波長域における出力向上といった課題も依然として存在しており、これらの克服が今後の発展の鍵となります。半導体レーザー装置は、今後も私たちの生活や産業のあらゆる側面に深く関わり、社会の進化を加速させる重要な役割を担い続けることでしょう。