Análisis del tamaño y la participación del mercado de equipos de grabado de semiconductores: tendencias de crecimiento y pronóstico (2025-2030)

Tendencias y perspectivas del mercado global de equipos de grabado de semiconductores

Miniaturización de equipos por debajo del nodo de 3 nm

La contracción de las geometrías lógicas obliga a las fábricas a adoptar grabadores que ofrecen control dimensional a nivel atómico, a la vez que limitan el daño inducido por plasma. La rampa de volumen de Samsung para dispositivos de puerta completa de 3 nm y la cualificación del proceso N2 de TSMC aumentan la demanda inmediata de cámaras de grabado de capa atómica que eliminan el material monocapa por monocapa.^{[ 1 ]Samsung, “Samsung inicia la producción de tecnología de proceso de 3 nm”, samsung.com} Applied Materials y Lam Research implementan ciclos de plasma pulsado patentados y metrología in situ para cumplir con los presupuestos de variabilidad subnanométrica, lo que refuerza su ventaja competitiva mientras proveedores más pequeños tienen dificultades para financiar I+D similar. La hoja de ruta 18A de Intel amplía el requisito de un control de perfil aún más estricto, consolidando la visibilidad a lo largo de varios años para los proveedores ubicados en estos nodos. A medida que la migración de nodos impulsa las pilas de película hacia dieléctricos de alta k y barreras de rutenio, las químicas diferenciadas aumentan aún más los costos de cambio para las fábricas y refuerzan el poder de fijación de precios de los principales fabricantes de herramientas. 

Aumento rápido de la capacidad en las fundiciones chinas

Las fundiciones lógicas y especializadas chinas sumaron aproximadamente 200,000 inicios de producción de obleas por mes en 2024, lo que equivale a casi el 15 % de la construcción global, a pesar de la debilidad cíclica más amplia.^{[ 2 ]SEMI, “Pronóstico de facturación global de equipos semiconductores”, semi.org} Las inyecciones de capital del gobierno y los arrendamientos de terrenos ventajosos aceleran la construcción de nuevas instalaciones, mientras que la incertidumbre sobre las licencias de exportación impulsa a los operadores a anticipar la recepción de equipos. Empresas líderes nacionales como NAURA suministran una cuota cada vez mayor de grabadores de nodo medio, pero los proveedores extranjeros de primer nivel aún captan la mayoría de los pedidos de nodo avanzado. La acumulación de existencias antes de los cambios normativos previstos mantiene elevadas las reservas trimestrales incluso durante las pausas del sector, protegiendo al mercado de equipos de grabado de semiconductores de las típicas recesiones. 

Transición a transistores de puerta todo alrededor

Las arquitecturas GAA sustituyen las estructuras de aletas por nanoláminas apiladas, duplicando o triplicando el número de pasadas de grabado anisotrópico por dispositivo. Cada lámina requiere la eliminación selectiva de capas de sacrificio sin erosionar los canales adyacentes, lo que eleva los requisitos de tolerancia entre características a niveles subangstrom. Tokyo Electron colabora con IBM para optimizar conjuntamente el pulso de plasma y la modulación de la temperatura de las obleas, demostrando una uniformidad de perfil del 90 % en sustratos de 300 mm.^{[ 3 ]IBM, “IBM y Tokyo Electron amplían su colaboración en investigación de semiconductores”, ibm.com} A medida que el ancho de las nanohojas se reduce por debajo de los 20 nm, la complejidad del flujo del proceso aumenta tanto el número de herramientas como los precios de venta promedio, lo que amplía la visibilidad de los ingresos para los operadores del ecosistema. 

Demanda de modernización de 300 mm a 200 mm en dispositivos de potencia

La electrificación automotriz aumenta el contenido de carburo de silicio y nitruro de galio por vehículo en casi un 300 % en comparación con los modelos de combustión interna. Dado que la mayoría de las líneas de SiC aún utilizan obleas de 150 mm o 200 mm, las fábricas modernizan las herramientas de plasma acopladas inductivamente de 300 mm sobrantes con placas más pequeñas y revestimientos de electrodos de alta temperatura. SPTS Technologies y Oxford Instruments comercializan módulos de iones reactivos profundos, diseñados para materiales de banda ancha, lo que permite a las fábricas consolidadas modernizarse sin tener que construir salas blancas completamente nuevas. Esta ola de modernización proporciona un flujo de ingresos a largo plazo, incluso cuando se modera la demanda de lógica de 300 mm. 

Oscilaciones cíclicas del gasto de capital en el sector de la memoria

Los fabricantes de memoria recortan periódicamente los presupuestos de equipos para corregir el exceso de capacidad. SK Hynix, Micron y Samsung redujeron las compras de grabado en casi un 25 % a principios de 2024 tras un exceso de oferta, lo que redujo los envíos trimestrales de herramientas.^{[ 4 ]SK Hynix, “Planes de inversión de capital”, skhynix.com} Dado que las pilas NAND 3D requieren más de 200 pasadas de grabado, cada pausa en el gasto afecta desproporcionadamente los ingresos de los proveedores de grabado. Si bien el segmento lógico proporciona una compensación parcial, la amplitud de los ciclos de memoria inyecta volatilidad en la planificación de la producción para los proveedores de equipos. 

Interrupciones en el suministro de helio y gases raros

El helio sigue siendo irremplazable para la refrigeración de la parte trasera de las obleas en etapas de plasma de alta densidad. El cierre de la Reserva Federal de Helio de EE. UU. y las dificultades geopolíticas en la producción rusa redujeron los volúmenes disponibles en aproximadamente un 10 % y triplicaron los precios de mercado en comparación con los niveles de 2020. Las cámaras de grabado diseñadas para temperaturas de obleas inferiores a 30 °C experimentan desviaciones térmicas cuando disminuyen los caudales, lo que supone un riesgo de pérdida de rendimiento. Los proveedores responden con unidades de recuperación de circuito cerrado; sin embargo, los costes de integración pueden desalentar a las fábricas más pequeñas, retrasando las actualizaciones de herramientas y alargando los ciclos de venta. 

Análisis de segmento

Por aplicación: Las líneas lógicas anclan el impulso de los ingresos

Las fábricas de lógica y microprocesadores representaron una participación del 37.20 % del mercado de equipos de grabado de semiconductores en 2024, consolidando esta primacía gracias a la rápida migración hacia estructuras sub-3 nm. Cada nuevo nodo requiere un control de perfil más estricto, lo que incrementa el gasto en grabado por oblea. Los ciclos continuos de actualización de teléfonos inteligentes y centros de datos refuerzan el inicio de obleas, mientras que los chips de señal mixta para la autonomía automotriz aumentan el volumen. Las ampliaciones de capacidad de memoria siguen siendo ocasionales, pero la cantidad de capas NAND 3D superiores a 230 sustenta la demanda de grabado de alta densidad. Las líneas de empaquetado avanzado y memoria de alto ancho de banda, con un crecimiento previsto del 8.93 % CAGR hasta 2030, se benefician de los aceleradores de IA que combinan matrices lógicas con DRAM apilada. 

Los servicios de fundición atraen a fabricantes de chips fabless que buscan modelos de riesgo compartido, lo que impulsa a TSMC a ampliar la producción de empaquetado CoWoS a 65,000 obleas al mes para finales de 2025. Los dispositivos de potencia y discretos se aceleran a medida que los inversores de vehículos eléctricos y los cargadores rápidos incorporan más interruptores de SiC, lo que atrae sistemas especializados de iones de alta reactividad. Los fabricantes de MEMS y sensores explotan módulos de plasma de baja presión para matrices de micrófonos y monitores de presión de neumáticos. Los dispositivos fotónicos y cuánticos emergentes, aunque actualmente son de nicho, exigen selectividad de grabado a nivel atómico, lo que ofrece nuevas vías para la diferenciación de los proveedores. 

Nota: Las participaciones de todos los segmentos individuales están disponibles al momento de la compra del informe.

Por tipo de equipo: Las cámaras ICP continúan siendo una tecnología de vanguardia

Las herramientas de plasma acopladas inductivamente generaron el 33.80 % de los ingresos de 2024, consolidando su posición como la columna vertebral de las fábricas de alto volumen. Su amplia gama de productos químicos permite que una sola plataforma aborde el polisilicio, los dieléctricos de alta k y las puertas metálicas, simplificando así el mantenimiento de la línea. Los sistemas de iones reactivos mantienen el servicio en los nodos de cola, donde las limitaciones de relación de aspecto son moderadas. Las herramientas Deep-RIE abarcan segmentos especializados como MEMS y vías a través de silicio, con márgenes superiores para su capacidad de nicho. 

Las plataformas de grabado de capas atómicas registran el mayor crecimiento, con una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del 9.13 %, a medida que el mercado de equipos de grabado de semiconductores se orienta hacia un control de alto nivel. Applied Materials anuncia pasos de radiofrecuencia pulsada que eliminan una sola monocapa por ciclo. Los módulos de alta relación de aspecto abordan las zanjas NAND 3D superiores a 60:1, donde la curvatura de las paredes laterales puede reducir la eficiencia de la celda. Los sistemas de banco húmedo persisten para limpiezas isotrópicas y preparación de superficies previas a la unión, pero su participación total disminuye a medida que las químicas de plasma se vuelven más suaves y selectivas. 

Mediante la tecnología del grabado: los procesos secos refuerzan el dominio

El grabado en seco representó el 68.50 % de la inversión global en 2024 y se proyecta que aumente a una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del 10.53 %, lo que confirma que la eliminación por plasma sigue siendo indispensable para obtener perfiles verticales precisos. Los proveedores de herramientas perfeccionan los esquemas de polarización pulsada, las etapas criogénicas de obleas y los detectores de punto final in situ para limitar la rugosidad de los bordes de las líneas. El grabado en húmedo se mantiene en pasos especializados que requieren la eliminación global de material, como el revelado de TSV y el adelgazamiento de obleas, pero su impacto relativo continúa reduciéndose. 

Los plasmas criogénicos de flúor permiten un daño casi nulo en las paredes laterales de dieléctricos de baja k, mientras que las químicas basadas en cloro mejoran la uniformidad de las dimensiones críticas en pilas de polisilicio de alto aspecto. Las superposiciones de grabado atómico sobre módulos secos tradicionales permiten ajustar la variabilidad entre aletas por debajo de 0.2 nm. A medida que las hojas de ruta de los dispositivos avanzan hacia equivalentes de 1.8 nm, las herramientas secas integran algoritmos de aprendizaje automático que corrigen automáticamente la deriva, minimizando las excursiones y aumentando el rendimiento. 

Por tipo de proceso: La complejidad de FEOL impulsa la innovación de herramientas

Los pasos de entrada de línea, la pila de puertas, el espaciador y la formación de contactos determinan el rendimiento del transistor y, por lo tanto, exigen tolerancias dimensionales muy estrictas. Por lo tanto, las compras de FEOL garantizan los precios de venta promedio de herramientas más altos en el mercado de equipos de grabado de semiconductores. Los flujos de puerta-todo alrededor duplican con creces los pasos de grabado distintos en comparación con los nodos finFET, lo que aumenta la demanda de químicas controladas por capa atómica. 

Las líneas de final de línea se centran en los metales de interconexión y la deposición dieléctrica, priorizando el rendimiento por eje y el coste por capa. Sin embargo, el empaquetado avanzado difumina los límites; los intercaladores de silicio y las matrices con unión híbrida requieren una precisión de grabado de grado FEOL para proteger los enlaces Cu-Sn. La estandarización del proceso SEMI facilita la evaluación comparativa en múltiples plantas, lo que permite a las fábricas globales armonizar recetas y compartir inventarios de repuestos. Por lo tanto, los proveedores de herramientas segmentan sus carteras: módulos FEOL premium con inspección óptica en tiempo real y variantes BEOL de alto rendimiento que maximizan el tiempo de funcionamiento de la cámara. 

Análisis geográfico

Asia-Pacífico generó el 71.40 % de los ingresos de 2024, gracias a las ampliaciones de capacidad multimillonarias que Taiwán, Corea del Sur y China continental mantuvieron. La expansión de CoWoS de TSMC a 65,000 44 obleas mensuales ilustra el liderazgo regional en empaquetado avanzado, mientras que los ciclos de Samsung y SK Hynix en DRAM y NAND siguen dominando grandes volúmenes de grabado. Los proveedores chinos están aprendiendo rápidamente; el crecimiento del XNUMX % en las ganancias de NAURA y su posicionamiento entre los seis primeros a nivel mundial subrayan este progreso.

La participación de Norteamérica se ve impulsada por los incentivos de la Ley CHIPS, que superan los 50 20 millones de dólares. La construcción de Intel en Ohio, valorada en XNUMX XNUMX millones de dólares, y la planta de TSMC en Arizona captan grandes pedidos de grabado multicámara, diversificando la cartera de proveedores y dejando de depender exclusivamente de Asia. Los fondos europeos de la Ley de Chips impulsan proyectos en Alemania, Francia e Irlanda, ampliando la visibilidad de los envíos de equipos hasta finales de la década.

Oriente Medio y África registran la tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) proyectada más rápida, del 10.92 %, a medida que los gobiernos buscan autonomía estratégica. El campus NEOM de Arabia Saudí y los programas de salas blancas de los Emiratos Árabes Unidos se comprometen a implementar líneas piloto que importan módulos de grabado llave en mano. Las deficiencias en infraestructura y la escasez de talento siguen siendo obstáculos, pero la financiación pública sostenida atrae a proveedores globales, ampliando aún más la base geográfica del mercado de equipos de grabado de semiconductores.