Dự báo thị trường thiết bị kiểm tra tấm wafer bán dẫn từ 2024 đến 2030

Các hệ thống kiểm tra tiên tiến thường có giá thành cao và yêu cầu đầu tư vốn đáng kể. Dự báo thị trường thiết bị kiểm tra tấm wafer bán dẫn là hoạt động được các nhà đầu tư trên lĩnh vực công nghệ bán dẫn quan tâm hàng đầu.

Theo Maximize Market Research (MMR) – một công ty nghiên cứu thị trường và tư vấn phát triển kinh doanh trên toàn cầu, thị trường thiết bị kiểm tra tấm wafer bán dẫn được định giá 6,27 tỷ USD vào năm 2023 và doanh thu dự kiến sẽ tăng 8,1% hàng năm từ 2024 đến 2030, đạt gần 10,82 tỷ USD.

Tổng quan về thị trường thiết bị kiểm tra tấm wafer bán dẫn

Thiết bị kiểm tra tấm wafer bán dẫn được thiết kế để phát hiện các lỗi nhỏ và tự động xác định tọa độ của chúng với độ chính xác cao, cho ra kết quả nhất quán và đáng tin cậy. Thị trường thiết bị kiểm tra tấm wafer bán dẫn bao gồm nhiều loại thiết bị và công nghệ khác nhau nhằm đảm bảo tính toàn vẹn và hiệu suất của các tấm wafer bán dẫn, vốn là nền tảng để sản xuất các vi mạch tích hợp (IC) và vi chip.

Nhu cầu về các thiết bị bán dẫn hiệu suất cao đang gia tăng, dẫn đến nhu cầu kiểm tra tấm wafer bán dẫn chính xác để đảm bảo gia tăng năng suất và đạt hiệu suất cao. Do đó, hệ thống thiết bị kiểm tra tiên tiến thường có giá thành cao và yêu cầu đầu tư vốn tương đối lớn.

Theo nghiên cứu của MMR, thị trường thiết bị kiểm tra tấm wafer bán dẫn được kỳ vọng sẽ tăng trưởng trong giai đoạn dự báo. Điều này là do nhu cầu tăng cao về các thiết bị bán dẫn chất lượng cao và ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

Triển vọng đầu tư thúc đẩy thị trường thiết bị kiểm tra tấm wafer bán dẫn

Sự gia tăng đầu tư vào thị trường thiết bị kiểm tra tấm wafer bán dẫn đang thúc đẩy tiến bộ công nghệ và gia tăng năng lực sản xuất sản phẩm bán dẫn. Các công cụ kiểm tra tiên tiến đang được phát triển nhờ nguồn vốn từ các tập đoàn đứng đầu ngành công nghiệp bán dẫn, chính phủ và các quỹ đầu tư mạo hiểm trên thế giới.

Những khoản đầu tư này chủ yếu hỗ trợ cho việc tạo ra các công nghệ tiên tiến phát hiện các lỗi nhỏ hơn và cải thiện hiệu quả của quy trình sản xuất tấm wafer bán dẫn.

Điển hình là Nextin, một nhà cung cấp giải pháp kiểm tra bán dẫn của Hàn Quốc, đã cam kết đầu tư 200 triệu USD để thiết lập cơ sở hoạt động tại Vô Tích, tỉnh Giang Tô. Đầu tư này nhằm gia tăng thị phần tại Trung Quốc và đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của ngành bán dẫn nội địa.

Tháng 9 năm 2023, Ushio Inc. – Nhật Bản đã mạnh dạn đầu tư vào Công ty Photo electron Soul Inc. (PeS), một công ty khởi nghiệp từ Đại học Nagoya để nắm giữ độc quyền phân phối công nghệ tạo chùm điện tử tiên tiến được dùng trong kiểm tra tấm wafer bán dẫn.

PeS đã phát triển hệ thống tạo chùm tia điện tử đơn quang catốt được lắp đặt trong thiết bị kiểm tra mẫu tấm wafer bán dẫn để cải thiện năng suất và độ chính xác của sản phẩm này. Ushio Inc. đang có kế hoạch tận dụng mạng lưới bán hàng và bảo trì toàn cầu của mình để quảng bá công nghệ tiên tiến này.

Tiến bộ trong công nghệ thiết bị kiểm tra tấm wafer bán dẫn

Các cảm biến kiểm tra tấm wafer bán dẫn, bao gồm cả các thuật toán học máy, là một trong những đổi mới về công nghệ gần đây. Các thuật toán học máy đã được tích hợp vào hệ thống kiểm tra tấm wafer bán dẫn để cải thiện khả năng nhận diện lỗi, đã học từ dữ liệu kiểm tra trước đó và nâng cao khả năng nhận diện lỗi theo thời gian.

Điều này giảm thiểu tỷ lệ lỗi dương và âm giả. Hệ thống hình ảnh độ phân giải cao cùng các ống kính và kỹ thuật chiếu sáng tiên tiến giúp khắc phục các thách thức về nhiễu sáng, là một trong những đổi mới quan trọng mở rộng cơ hội tăng trưởng cho thị trường thiết bị kiểm tra tấm wafer bán dẫn.

Đăc biệt, Hitachi High-Tech Corporation gần đây đã ra mắt LS9300AD, một hệ thống mới kiểm tra cả hai mặt của bề mặt tấm wafer bán dẫn không có mẫu để phát hiện hạt và lỗi. Hệ thống này kết hợp phương pháp phát hiện tia laser trường tối với chức năng DIC (Differential Interference Contrast). LS9300AD nhắm tới việc giảm chi phí kiểm tra và cải thiện năng suất cho các nhà sản xuất tấm bán dẫn.

Thách thức trong việc kiểm tra kìm hãm tăng trưởng thị trường thiết bị kiểm tra tấm wafer bán dẫn

Việc thu nhỏ các thiết bị bán dẫn đang đặt ra các thách thức lớn cho việc kiểm tra tấm wafer bán dẫn. Khi các thiết bị bán dẫn nhỏ dần, các lỗi trước đây không đáng kể nay lại gây ảnh hưởng nghiêm trọng. Điều này tạo ra nhu cầu cho các cảm biến có độ nhạy và chính xác cao.

Khả năng phát hiện các lỗi nhỏ cũng bị hạn chế bởi thu nhỏ kích thước, gây khó khăn do hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng. Các cấu trúc phức tạp và nhiều lớp của các tấm wafer bán dẫn hiện đại gây ra nhiễu trong quá trình kiểm tra, đòi hỏi sử dụng các cảm biến tiên tiến để phân biệt rõ giữa lỗi thực và nhiễu.

Dựa trên loại thiết bị, thị trường thị trường thiết bị kiểm tra tấm wafer bán dẫn được phân chia ra thành hệ thống kiểm tra quang học, hệ thống kiểm tra chùm điện tử và các loại khác. Hệ thống kiểm tra quang học chiếm thị phần lớn nhất vào năm 2023 nhờ vào hiệu quả của chúng trong việc phát hiện lỗi bề mặt và lỗi mẫu trên tấm wafer bán dẫn. Hệ thống kiểm tra chùm điện tử chiếm thị phần lớn thứ hai, nhờ vai trò quan trọng trong việc phát hiện các lỗi nhỏ, đảm bảo tính toàn vẹn của các thiết bị bán dẫn tiên tiến.

Thị trường thiết bị kiểm tra tấm wafer bán dẫn, theo khu vực trên toàn cầu

Bắc Mỹ (Hoa Kỳ, Canada và Mexico)
Châu Âu (Anh, Pháp, Đức, Ý, Tây Ban Nha, Thụy Điển, Áo và các nước còn lại của Châu Âu)
Châu Á Thái Bình Dương (Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ, Úc, Indonesia, Malaysia, Việt Nam, Đài Loan, Bangladesh, Pakistan và các nước còn lại của APAC)
Trung Đông và Châu Phi (Nam Phi, GCC, Ai Cập, Nigeria và các nước còn lại của ME&A)
Nam Mỹ (Brazil, Argentina và các nước còn lại của Nam Mỹ)

Thị trường thiết bị kiểm tra tấm wafer bán dẫn lại được phân chia cấp bậc theo từng khu vực khác nhau.

Khu vực Châu Á – Thái Bình Dương thống trị thị trường toàn cầu năm 2023. Trung Quốc chiếm thị phần lớn nhờ sự hiện diện của các nhà sản xuất bán dẫn hàng đầu, đầu tư lớn từ chính phủ và nhu cầu lớn về thiết bị điện tử tiêu dùng. Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật Bản và Đài Loan là những quốc gia có lợi thế nhờ vào các ngành công nghiệp bán dẫn vững mạnh và đầu tư lớn vào R&D. Nhu cầu kiểm tra tấm wafer chính xác đã tăng lên đáng kể do sự gia tăng của các thiết bị IoT, mạng 5G và ứng dụng AI để có hiệu suất tối ưu và năng suất cao trong sản xuất chất bán dẫn.

Khu vực Bắc Mỹ giữ vị trí thứ hai trong thị trường năm 2023, chủ yếu là do sự hiện diện của các công ty lớn như KLA Corporation và trọng tâm vào công nghệ tiên tiến với các ứng dụng điện toán hiệu suất cao. Mỹ là thị trường chính nhờ đầu tư lớn từ các nhà sản xuất bán dẫn hàng đầu và hệ sinh thái R&D mạnh mẽ. Nhu cầu về giải pháp kiểm tra tấm bán dẫn trong khu vực chủ yếu được thúc đẩy bởi nhu cầu ngày càng tăng về thiết bị điện tử tiêu dùng, thiết bị điện tử ô tô và thiết bị viễn thông.

Các công ty công nghệ hàng đầu trên thị trường thiết bị kiểm tra tấm wafer bán dẫn toàn cầu

Hiện nay, trên thị trường thiết bị kiểm tra tấm wafer bán dẫn toàn cầu, có khoảng 16 công ty công nghệ chuyên ngành chi phối. Trong đó,

Mỹ là quốc gia có nhiều công ty lớn trong lĩnh vực này, bao gồm: Applied Materials, Inc., KLA Corporation, Lam Research Corporation, Onto Innovation, Veeco Instruments Inc., và Nordson Corporation.

Nhật Bản cũng là quốc gia có nhiều công ty tham gia vào lĩnh vực này, như Hitachi High-Tech Corporation, Tokyo Electron Limited, SCREEN Semiconductor Solutions Co., Ltd., Toray Engineering, và Ueno Seiki.

Các công ty từ các quốc gia khác như Đức (Leica Microsystems và Microtronic), Israel (Camtek Ltd.), Hà Lan (ASML Holding N.V.), và Bỉ (Nikon Metrology) cũng góp phần không nhỏ vào sự phát triển của ngành công nghiệp bán dẫn.

Các công ty này đều đóng góp vào quá trình sản xuất và kiểm tra chất lượng các tấm wafer bán dẫn, hỗ trợ cho nhiều ngành công nghiệp khác như điện tử, công nghệ thông tin và tự động hóa, nhất là, đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp thiết bị tiên tiến cho ngành công nghiệp bán dẫn, đo lường và quy trình liên quan để đảm bảo chất lượng và hiệu suất của các vi mạch.

Đặc biệt, trong đó bao gồm các thiết bị công nghệ để kiểm tra và sản xuất tấm wafer, một thành phần quan trọng trong chuỗi cung ứng bán dẫn.

Nhu cầu về các thiết bị bán dẫn hiệu suất cao ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp điện tử đang gia tăng nhanh chóng, dẫn đến nhu cầu kiểm tra tấm wafer bán dẫn chính xác để đảm bảo gia tăng năng suất và đạt hiệu suất cao cũng tăng theo. Thị trường thiết bị kiểm tra tấm wafer bán dẫn được kỳ vọng sẽ tăng trưởng ấn tượng trong giai đoạn 2024 – 2030 như dự báo.