Taille du marché de la métrologie et de l’inspection des semi-conducteurs – par type, par technologie, par application, par utilisation finale, prévisions, 2024-2032

Métrologie semi-conducteur et taille du marché d'inspection

Le marché mondial de la métrologie et de l'inspection des semi-conducteurs a été évalué à 9,8 milliards de dollars en 2024 et devrait connaître une croissance de 6,9 % pour atteindre 18,7 milliards de dollars en 2034. La croissance du marché est attribuée à des facteurs tels que la complexité accrue des semi-conducteurs et l'augmentation des investissements dans l'industrie des semi-conducteurs.

Le marché de la métrologie et de l'inspection des semi-conducteurs connaît une forte croissance, en raison de la demande croissante de puces à semi-conducteurs de pointe. Les modèles semiconducteurs deviennent plus complexes et miniaturisés pour répondre à la demande des consommateurs en dispositifs compacts et économes en énergie. Avec des conceptions de semi-conducteurs complexes de plus en plus nombreuses, la demande de solutions avancées de métrologie et d'inspection de semi-conducteurs augmente pour identifier les défauts microscopiques des wafers, des masques et des structures de puces et pour réduire les taux de ferraille et améliorer le rendement global de la production.

Selon le rapport publié par l'Association de l'industrie des semi-conducteurs en août 2024, le marché mondial des semi-conducteurs devrait atteindre 1 billion de dollars d'ici 2030. Ainsi, l'industrie croissante des semi-conducteurs stimulera la demande de marché.

Les investissements croissants dans la fabrication de semi-conducteurs accélèrent la croissance du marché de la métrologie et de l'inspection de semi-conducteurs. Les gouvernements et les entités privées investissent dans des machines à semi-conducteurs pour remédier aux perturbations de la chaîne d'approvisionnement et aux progrès technologiques. En novembre 2024, le Département américain de la défense a annoncé un investissement de 160 millions de dollars pour stimuler la fabrication de semi-conducteurs aux États-Unis.

De plus, en avril 2024, le secrétaire au commerce des États-Unis accorde 6,4 milliards de dollars à Samsung Electronics pour accroître sa capacité de fabrication de puces essentielles pour l'automobile, la technologie de consommation, l'IdO, l'aérospatiale et d'autres industries vitales. De telles initiatives des gouvernements favoriseront la croissance de l'industrie des semi-conducteurs qui soutiendra la croissance du marché de la métrologie et de l'inspection des semi-conducteurs au cours de la période de prévision.

Tendances du marché de la métrologie et de l'inspection des semi-conducteurs

• L'utilisation de capteurs haute résolution dans la métrologie et l'inspection des semi-conducteurs transforme le marché. Les capteurs de résolution avancés améliorent la précision de l'inspection des wafers, assurant la détection précoce des défauts afin d'éviter des conséquences en aval coûteuses. En novembre 2024, Nordson Test & Inspection a lancé SQ3000M2 Inspection optique automatisée (AOI) et Système métrologique. Le système dispose de capteurs haute résolution et de la technologie Focus Variation Metrology (FVM), le système améliore l'inspection des semi-conducteurs avec des mesures 2D et 3D précises, améliorant la détection des défauts, le rendement et l'efficacité des processus dans la fabrication de la microélectronique.
• Le marché de la métrologie et de l'inspection des semi-conducteurs connaît une évolution vers l'inspection par l'IA. L'utilisation de l'IA dans la métrologie et l'inspection des semi-conducteurs améliore les performances en détectant efficacement les anomalies et les défauts. Les solutions basées sur l'IA améliorent la précision dans la détection des défauts et la segmentation des PCB. Par exemple, en novembre 2024, Cohu a lancé un logiciel d'inspection de l'IA au sein de sa plateforme d'analyse DI-Core pour améliorer la métrologie et l'inspection des semi-conducteurs. Grâce à des réseaux d'apprentissage profond et de neurones, il améliore la précision de détection des défauts aux vitesses de production. Avec la précision induite par l'IA, les fabricants peuvent obtenir un rendement de premier passage jusqu'à 2 %.

Analyse du marché de la métrologie et de l'inspection des semi-conducteurs

Selon le type, le marché est segmenté en système d'inspection des plaquettes, système d'inspection des masques, métrologie des films minces, inspection des bosses et inspection des cadres de plomb.

• Le secteur des systèmes d'inspection de l'eau a représenté 2,9 milliards de dollars en 2023. Les systèmes d'inspection des défauts de Wafer détectent les défauts physiques et de patron sur les wafers, capturent les coordonnées des défauts (X, Y) pour une localisation précise. Il distingue entre les défauts aléatoires, causés par les particules et les défauts systématiques, causés par l'exposition et les conditions de masque). L'inspection des wafers à motifs compare les matrices adjacentes, tandis que les systèmes non modifiés inspectent les wafers nus. Une inspection avancée est essentielle pour détecter les défauts et optimiser la fabrication de semi-conducteurs.
• Le segment de type de métrologie de films minces a représenté 2,2 milliards de dollars en 2021. La métrologie des films minces mesure avec précision les couches minces à la précision du nanomètre. Il utilise l'ellipsométrie, la réflectométrie et la spectrométrie pour analyser les propriétés du film. De plus, détermine l'indice de réfraction, le coefficient d'absorption et l'uniformité. Il assure la cohérence dans le dépôt mince et la gravure. Cela réduit les défauts de production et améliore le débit.

Basé sur la technologie, le marché de la métrologie et de l'inspection des semi-conducteurs est divisé en optique, en faisceaux E et autres.

• La technologie optique devrait représenter 53 % du marché mondial de la métrologie et des inspections des semi-conducteurs en 2024. Des méthodes optiques sont utilisées pour mesurer, analyser et inspecter les circuits intégrés, les plaquettes semi-conducteurs et les emballages à la précision du nanomètre. La technologie permet de capter les défauts à l'échelle nanométrique grâce à l'optique avancée. La technologie optique assure la lithographie du masque et de l'alignement de l'exposition.
• La technologie des faisceaux E devrait représenter 28,6 % du marché mondial de la métrologie et des inspections des semi-conducteurs en 2023. La technologie E-faisceau utilise des faisceaux d'électrons ciblés pour détecter les défauts, mesurer les dimensions critiques (CD) et analyser les propriétés du matériau à l'échelle du nanomètre.

Sur la base de l'application, le marché de la métrologie et de l'inspection des semi-conducteurs est segmenté en fabrication de circuits intégrés, fabrication de diodes électroluminescentes (DEL), dispositifs discrets, emballages et assemblages, etc.

• Le segment de la fabrication de circuits intégrés a dominé le marché avec 3,1 milliards de dollars en 2024. La métrologie et l'inspection sont essentielles pour minimiser les défauts, améliorer l'efficacité des procédés et assurer la fiabilité des circuits intégrés (IC). Mesure la hauteur, la profondeur et la topographie des IC 3D et des structures d'emballage avancées. Il assure l'intégrité des puces avant leur distribution dans les applications de consommation et industrielles.
• Le secteur de l'emballage et de l'assemblage représentait 2,1 milliards de dollars en 2023. La métrologie et l'inspection des semi-conducteurs permettent d'éclaircir, de placer et d'interconnecter l'intégrité de l'emballage et de l'assemblage. Les capteurs avancés, l'IOA et l'inspection par rayons X détectent les défauts, optimisant le rendement, la fiabilité et la miniaturisation des dispositifs semi-conducteurs.

Selon l'utilisation finale, le marché de la métrologie et de l'inspection des semi-conducteurs est segmenté en fonderies de semi-conducteurs, fabricants d'appareils intégrés (IDM), entreprises de tiers (OSAT), établissements de recherche-développement (R-D).

• Les fonderies de semi-conducteurs ont dominé le marché avec 4 milliards de dollars en 2024. La métrologie et l'inspection des semiconducteurs jouent un rôle important dans les fonderies de semiconducteurs. Il assure un rendement élevé, la détection des défauts et l'optimisation des processus. Les outils de métrologie des fonderies servent à maintenir la précision dans la fabrication, la lithographie et l'emballage des wafers.
• Le segment des entreprises tierces devrait croître rapidement à un TCAC de 7,2 % au cours de la période de prévision. Dans l'industrie des semi-conducteurs, l'entreprise tierce (OSAT) fait référence aux entreprises d'assemblage et d'essai de semi-conducteurs (OSAT) qui fournissent des services d'emballage, d'assemblage et d'essai aux fabricants de semi-conducteurs. Ces tiers inspectent ou effectuent des opérations métrologiques sur des wafers, ils sont spécialisés dans ces processus.

• En 2024, le marché américain de la métrologie et de l'inspection des semi-conducteurs représentait 2,6 milliards de dollars. Le marché américain est alimenté par l'augmentation des investissements publics dans l'industrie des semi-conducteurs. En août 2024, le Département du commerce des États-Unis a annoncé l'affectation de 30 milliards de dollars pour stimuler la production de semi-conducteurs. Ces règlements gouvernementaux accélèrent l'adoption d'outils de métrologie et d'inspection de haute précision dans les fonderies et les installations OSAT. De plus, cette poussée d'investissement favorise les progrès technologiques dans l'équipement de métrologie, renforçant ainsi la chaîne d'approvisionnement américaine en semi-conducteurs.
• Le marché allemand de la métrologie et de l'inspection des semi-conducteurs devrait atteindre 1,1 milliard de dollars d'ici 2034. L'Allemagne s'est positionnée comme un chef de file dans les domaines de l'automobile, de l'industrie et de l'électronique grand public. Les solutions de métrologie de haute précision vont stimuler, tout comme la demande croissante de semi-conducteurs. Des entreprises comme Infineon, GlobalFoundries et Bosch développent des fonderies locales, ce qui accroît le besoin de solutions de métrologie dans la fabrication de wafers et les emballages avancés.

• Le marché chinois de la métrologie et de l'inspection des semi-conducteurs devrait connaître une croissance de 5,1 % au cours de la période de prévision. Des politiques gouvernementales telles que « Made in China 2025 » donnent à la Chine les moyens de devenir une autosuffisance dans le secteur des semi-conducteurs. De telles politiques gouvernementales entraînent de lourds investissements dans des solutions avancées de métrologie et d'inspection pour réduire la dépendance à l'égard de la technologie étrangère.
• Le Japon devrait représenter une part de 10,8% du marché de la métrologie et de l'inspection des semi-conducteurs en Asie-Pacifique. La demande croissante de 3D IC, d'emballages au niveau des wafers (WLP) et d'intégration hétérogène au Japon alimente le besoin de solutions métrologiques en OSAT et en fonderies. En outre, le Japon domine les semi-conducteurs automobiles et l'électronique grand public accroît le besoin de solutions de métrologie et d'inspection rigoureuses pour assurer la qualité et la fiabilité.
• Le marché sud-coréen de la métrologie et de l'inspection des semi-conducteurs devrait croître à un TCAC de 7,7 % au cours de la période de prévision. La Corée du Sud a annoncé l'affectation de 450 milliards de dollars pour stimuler la compétitivité des chipmakers. Ces investissements gouvernementaux accélèrent le développement d'outils de métrologie de la prochaine génération pour la fabrication de puces haut de gamme.

Part du marché de la métrologie et de l'inspection des semi-conducteurs

Le marché de la métrologie et des inspections semi-conducteurs est compétitif et fortement fragmenté avec la présence d'acteurs mondiaux établis ainsi que d'acteurs locaux et de startups. Les sept principales sociétés sur le marché mondial sont KLA Corporation, Applied Materials, Inc., ASML Holding N.V, Hitachi Ltd., Thermo Fisher Scientific Inc., Onto Innovation, Inc. et Camtek Ltd., représentant collectivement une part de 61 %. Les entreprises collaborent pour acquérir une expertise dans la technologie de métrologie et d'inspection des semi-conducteurs.

Par exemple, en janvier 2025, Koh Young s'est associé à NTV USA pour étendre ses solutions de métrologie et d'inspection des semi-conducteurs aux États-Unis.La collaboration apporte les systèmes Meister Series et ZenStar, améliorant SiP, WLP, et l'inspection d'empilement des matrices. Tirant parti de la technologie d'apprentissage profond et de mesure 3D, Koh Young vise à améliorer le rendement, la précision et la détection des défauts dans les emballages semi-conducteurs avancés.

Par exemple, en juillet 2023, Applied Materials et Fraunhofer IPMS ont lancé le plus grand centre de métrologie semi-conducteur d'Europe à Dresde. Équipé de systèmes de métrologie eBeam, y compris VeritySEM CD-SEM, le centre améliore l'inspection au niveau des wafers, le contrôle des processus et la R-D pour les marchés de l'ICAPS. Cette collaboration accélère l'apprentissage, les progrès de la métrologie et la précision de la fabrication de semi-conducteurs dans toute l'Europe.

ALK Corporation lance de nouvelles technologies pour répondre aux exigences de l'industrie d'utilisation finale et renforcer son portefeuille de produits. Par exemple, en décembre 2022, l'UCK a lancé le système de métrologie par rayons X Axion T2000 pour améliorer le contrôle en ligne des procédés de fabrication 3D NAND et DRAM. Grâce à la technologie CD-SAXS, il fournit des mesures 3D haute résolution des structures verticales, optimisant la surveillance des dimensions critiques.

Applied Materials, Inc. est principalement en concurrence sur le marché en collaborant avec d'autres entreprises pour acquérir une expertise dans ce domaine.

ASML Holding N.V se concentre sur l'intégration transparente de la métrologie et de l'inspection avec ses solutions de lithographie avancées pour améliorer la qualité des puces, le rendement et l'efficacité de production. L'entreprise investit dans des outils d'inspection de pointe et collabore avec des chefs de file de l'industrie pour développer des solutions en phase initiale pour la fabrication de semi-conducteurs de nouvelle génération.

Sociétés du marché de la métrologie et de l'inspection des semi-conducteurs

Les principales entreprises de l'industrie de la métrologie et de l'inspection des semi-conducteurs sont les suivantes :

• ALK Société
• Matériaux appliqués, Inc.
• ASML Holding N.V.
• Hitachi Ltd.
• Thermo Fisher Scientific Inc.
• Onto Innovation, Inc
• Cartek Ltd.

Nouvelles de l'industrie de la métrologie et de l'inspection des semi-conducteurs

• En mars 2024, Hitachi High-Tech a lancé le système d'inspection des wafers LS9300AD, améliorant la métrologie et l'inspection des semi-conducteurs grâce à la détection à haute sensibilité des défauts microscopiques à faible aspect en utilisant l'optique DIC. Il améliore la vitesse d'inspection, le rapport coût-efficacité et le rendement, répondant aux exigences de l'industrie en matière de détection avancée des défauts dans la fabrication de wafers en raison de la complexité croissante de la production de semi-conducteurs.
• En septembre 2024, Marposs a élargi ses solutions de métrologie et d'inspection des semi-conducteurs avec des capteurs et des jauges avancés sans contact pour le traitement des plaquettes. L'acquisition de Solarius Development Inc. renforce ses offres, y compris le système Phoenix Desktop 3D, qui améliore la métrologie des films minces, la caractérisation des wafers et la détection des défauts, assurant une haute précision et l'automatisation dans la fabrication de semi-conducteurs.

Ce rapport d'étude de marché sur la métrologie et l'inspection des semi-conducteurs couvre en profondeur l'industrie avec des estimations et des prévisions en termes de recettes (en millions de dollars américains) de 2021 à 2034, pour les segments suivants:

Marché, par type

• Système d'inspection des wagons
• Système de contrôle des masques
• Métrologie de films minces
• Contrôle de la pompe
• Contrôle du cadre au plomb

Marché, par technologie

• Optique
• Feu E
• Autres

Marché, par demande

• Fabrication de circuits intégrés
• Fabrication de diodes électroluminescentes (DEL)
• Dispositifs discrets
• Emballage et montage
• Autres

Marché, par utilisation finale

• Fonderies à semi-conducteurs
• Fabricants d'appareils intégrés
• Entreprises tierces
• Établissements de recherche-développement

Les informations ci-dessus sont fournies pour les régions et les pays suivants:

• Amérique du Nord
  • États-Unis
  • Canada
• Europe
  • Royaume Uni
  • Allemagne
  • France
  • Italie
  • Espagne
  • Russie
• Asie-Pacifique
  • Chine
  • Inde
  • Japon
  • Corée du Sud
  • NZ
• Amérique latine
  • Brésil
  • Mexique
• MEA
  • EAU
  • Arabie saoudite
  • Afrique du Sud