와이드 밴드갭 반도체 단결정 시장에 관한 조사결과(2017년)
【조사요강】
야노경제연구소에서는 다음의 조사요강으로 일본 와이드 밴드갭 반도체 단결정 시장에 대해서 조사했다.
야노경제연구소에서는 다음의 조사요강으로 일본 와이드 밴드갭 반도체 단결정 시장에 대해서 조사했다.
1. 조사기간：2017년 4월~9월
2. 조사대상：와이드 밴드갭 반도체 단결정 메이커, 연구기관 등
3. 조사방법：당사 전문연구원의 직접면담 및 문헌조사 병용
2. 조사대상：와이드 밴드갭 반도체 단결정 메이커, 연구기관 등
3. 조사방법：당사 전문연구원의 직접면담 및 문헌조사 병용
＜와이드 밴드갭 반도체 단결정 용어정의＞
본 조사에서의 와이드 밴드갭 반도체 단결정이란, 실리콘(Si)보다 큰 밴드갭을 갖는 반도체(화합물 반도체) 단결정을 말하며, 파워 반도체 등의 차세대 재료로서 기대되고 있는 탄화규소(SiC), 질화갈륨(GaN), 산화갈륨(Ga2O3), 질화알루미늄(AlN), 다이아몬드를 대상으로 한다.
본 조사에서의 와이드 밴드갭 반도체 단결정이란, 실리콘(Si)보다 큰 밴드갭을 갖는 반도체(화합물 반도체) 단결정을 말하며, 파워 반도체 등의 차세대 재료로서 기대되고 있는 탄화규소(SiC), 질화갈륨(GaN), 산화갈륨(Ga2O3), 질화알루미늄(AlN), 다이아몬드를 대상으로 한다.
【조사결과 서머리】
◆2017년의 와이드 밴드갭 반도체 단결정 시장은 153억 400만 엔으로 예측
2017년의 일본 와이드 밴드갭 반도체 단결정 시장(메이커 출하금액 기준)을 전년대비 108%인 96억 400만엔으로 예측한다. 현재 SiC(탄화규소)가 선행하여 본격적인 성장 단계를 향하고 있으며, 2020년 이후의 자동차 애플리케이션에서의 채용이 포인트가 될 것으로 생각한다.
◆2017년의 와이드 밴드갭 반도체 단결정 시장은 153억 400만 엔으로 예측
2017년의 일본 와이드 밴드갭 반도체 단결정 시장(메이커 출하금액 기준)을 전년대비 108%인 96억 400만엔으로 예측한다. 현재 SiC(탄화규소)가 선행하여 본격적인 성장 단계를 향하고 있으며, 2020년 이후의 자동차 애플리케이션에서의 채용이 포인트가 될 것으로 생각한다.
◆시장의 성장을 좌우하는 “제조”기술과 “활용”기술, 이 2개가 성장 엔진이 된다
와이드 밴드갭 반도체 단결정 시장의 성장에는 고품질, 즉 결정 결함이 적은 단결정을 제조하는 기술과 단결정을 디바이스화해 모듈화함으로써 활용하는 기술이 요구된다. 즉, 단결정을 만드는 기술은 디바이스로서 활용하기 위해서 길러지고, 이것이 탑재 애플리케이션에 대한 채용 비율을 높여 애플리케이션 자체의 수량을 확대하는 것으로 연결된다고 생각한다.
◆2023년의 와이드 밴드갭 반도체 단결정 시장은 96153억 엔 규모로 확대될 것으로 예측
2023년의 일본 와이드 밴드갭 반도체 단결정 시장(메이커 출하금액 기준)을 152억 9,500만 엔으로 예측한다. 이것은 연구 개발 용도에서의 수요의 고조 및 각 재료에 의한 탑재 애플리케이션에 대한 채용 종류의 증가, 그 애플리케이션의 확대가 주요 성장 요인으로, 재료별로 처한 상황은 다르지만 대체적으로 계속적인 성장이 이어질 것으로 전망된다.
2023년의 일본 와이드 밴드갭 반도체 단결정 시장(메이커 출하금액 기준)을 152억 9,500만 엔으로 예측한다. 이것은 연구 개발 용도에서의 수요의 고조 및 각 재료에 의한 탑재 애플리케이션에 대한 채용 종류의 증가, 그 애플리케이션의 확대가 주요 성장 요인으로, 재료별로 처한 상황은 다르지만 대체적으로 계속적인 성장이 이어질 것으로 전망된다.
【조사결과의 개요】
1. 시장 개황
Si(실리콘)보다 큰 밴드갭을 가지며, 파워 디바이스로서 기대되는 와이드 밴드갭 반도체 단결정은 시장화를 향한 대응이 진전하고 있어, 2016년의 일본 와이드 밴드갭 반도체 단결정 시장(메이커 출하금액 기준)을 88억 2,600만 엔으로 추계했다.
재료별로 2016년의 구성비를 살펴보면, 본격적인 성장 단계에 있는 SiC(탄화규소 이하 SiC)가 56%(49억 5,900만 엔)으로 시장의 절반 이상을 차지한다. 이어서 GaN(질화갈륨 이하 GaN)이 40%(35억 5,900만 엔)으로 포스트 SiC로서 애플리케이션(사용 용도) 확대에 대한 기대가 크다.
Ga2O3(산화갈륨 이하 Ga2O3)와 AlN(질화알루미늄 이하 AIN)은 시장이 막 성장하기 시작한 단계로, 특히 AlN은 전자 디바이스로서의 소양은 있지만, 현시점에서 대구경화는 어렵기 때문에 용도는 당분간 LED로만 한정된다. 다이아몬드는 전자 디바이스 재료 이외의 공업 재료로서 주로 사용되고 있는데, 단결정의 전자재료로서는 아직 연구개발단계이며, 2016년에 2억 엔 규모였다. 이러한 상황에서 2017년의 일본 와이드 밴드갭 반도체 단결정 시장을 전년대비 108.8%인 96억 400만 엔으로 예측한다.
또한 기존 재료인 실리콘 웨이퍼 시장규모와 비교하면, 2016년에 와이드 밴드갭 반도체 시장규모는 1~2%정도이며, 근소하긴 하지만 대체가 시작되고 있다.
1. 시장 개황
Si(실리콘)보다 큰 밴드갭을 가지며, 파워 디바이스로서 기대되는 와이드 밴드갭 반도체 단결정은 시장화를 향한 대응이 진전하고 있어, 2016년의 일본 와이드 밴드갭 반도체 단결정 시장(메이커 출하금액 기준)을 88억 2,600만 엔으로 추계했다.
재료별로 2016년의 구성비를 살펴보면, 본격적인 성장 단계에 있는 SiC(탄화규소 이하 SiC)가 56%(49억 5,900만 엔)으로 시장의 절반 이상을 차지한다. 이어서 GaN(질화갈륨 이하 GaN)이 40%(35억 5,900만 엔)으로 포스트 SiC로서 애플리케이션(사용 용도) 확대에 대한 기대가 크다.
Ga2O3(산화갈륨 이하 Ga2O3)와 AlN(질화알루미늄 이하 AIN)은 시장이 막 성장하기 시작한 단계로, 특히 AlN은 전자 디바이스로서의 소양은 있지만, 현시점에서 대구경화는 어렵기 때문에 용도는 당분간 LED로만 한정된다. 다이아몬드는 전자 디바이스 재료 이외의 공업 재료로서 주로 사용되고 있는데, 단결정의 전자재료로서는 아직 연구개발단계이며, 2016년에 2억 엔 규모였다. 이러한 상황에서 2017년의 일본 와이드 밴드갭 반도체 단결정 시장을 전년대비 108.8%인 96억 400만 엔으로 예측한다.
또한 기존 재료인 실리콘 웨이퍼 시장규모와 비교하면, 2016년에 와이드 밴드갭 반도체 시장규모는 1~2%정도이며, 근소하긴 하지만 대체가 시작되고 있다.
도표 1. 와이드 밴드갭 반도체 단결정 재료별 시장규모 추이와 예측
주1: 메이커 출하금액 기준
주2: 2017년 이후는 예측치
주3: SiC의 시장규모는 고주파 디바이스용이나 LED용 단결정을 제외하고 산출했다.
주4: 반올림하였기 때문에 도표 데이터 내의 합계, 비율이 일부 다르다
주2: 2017년 이후는 예측치
주3: SiC의 시장규모는 고주파 디바이스용이나 LED용 단결정을 제외하고 산출했다.
주4: 반올림하였기 때문에 도표 데이터 내의 합계, 비율이 일부 다르다
2. 주목해야 할 동향
2-1. 자동차 애플리케이션에의 채용은 기술과 안정공급의 장벽을 넘어선 증거가 된다
SiC를 중심으로 시장화가 진행되고 있는 와이드 밴드갭 반도체 단결정의 향후 성장을 좌우하는 것은 2020년 이후의 자동차 애플리케이션에서의 채용 여부와 그 시기이다.
이 자동차 애플리케이션에서의 채용에 따라 와이드 밴드갭 반도체 단결정은 2개의 큰 성과를 얻게 된다고 생각한다. 첫 번째로는 큰 기술 장벽을 넘은 것이다. 세계적인 가혹한 환경 속에서 인명을 맡는 자동차에서의 채용은 높은 신뢰성의 장벽을 넘은 것을 의미해, 와이드 밴드갭 반도체 단결정이 타깃으로 해야 할 대부분의 애플리케이션에 탑재 가능한 성능을 갖춘 것이라고 생각할 수 있다. 두 번째는 안정적인 대량 공급을 증명한다. 아무리 품질이 좋아도 양산기술이 따라주지 않으면 공업 재료로서 사업을 계속하는 것은 불가능하다.
또한 이러한 부차적인 성과로서는 저가격화의 실현을 들 수 있다. 자동차 애플리케이션에 채용되어 막대한 수량의 양산이 시작되면 당연히 제조 코스트도 낮아져 다양한 애플리케이션에서의 요구 가격에 알맞는 레벨이 될 것으로 생각한다.
2-1. 자동차 애플리케이션에의 채용은 기술과 안정공급의 장벽을 넘어선 증거가 된다
SiC를 중심으로 시장화가 진행되고 있는 와이드 밴드갭 반도체 단결정의 향후 성장을 좌우하는 것은 2020년 이후의 자동차 애플리케이션에서의 채용 여부와 그 시기이다.
이 자동차 애플리케이션에서의 채용에 따라 와이드 밴드갭 반도체 단결정은 2개의 큰 성과를 얻게 된다고 생각한다. 첫 번째로는 큰 기술 장벽을 넘은 것이다. 세계적인 가혹한 환경 속에서 인명을 맡는 자동차에서의 채용은 높은 신뢰성의 장벽을 넘은 것을 의미해, 와이드 밴드갭 반도체 단결정이 타깃으로 해야 할 대부분의 애플리케이션에 탑재 가능한 성능을 갖춘 것이라고 생각할 수 있다. 두 번째는 안정적인 대량 공급을 증명한다. 아무리 품질이 좋아도 양산기술이 따라주지 않으면 공업 재료로서 사업을 계속하는 것은 불가능하다.
또한 이러한 부차적인 성과로서는 저가격화의 실현을 들 수 있다. 자동차 애플리케이션에 채용되어 막대한 수량의 양산이 시작되면 당연히 제조 코스트도 낮아져 다양한 애플리케이션에서의 요구 가격에 알맞는 레벨이 될 것으로 생각한다.
2-2. 시장화 국면의 차이에 의해 각 재료의 개발 진척도가 다르다
S iC는 대망의 6인치 구경 제품이 본격적으로 침투해, 시장에서의 존재감을 높이고 있다. GaN은 고품질인 2인치는 보급되어 있지만, 4인치의 보급은 상정한 것보다 늦어지고 있다. Ga2O3은 2인치가 시판되어 있을 뿐인데, 융액성장법에 의한 대구경화의 조기 실현이 기대되고 있다. AlN도 시장화를 위한 목표는 2인치가 되지만, 현시점에서는 대구경화에 시간이 걸릴 것으로 여겨지고 있다. 다이아몬드는 2인치화를 목표로 각 플레이어가 매일 연구를 거듭하고 있다.
S iC는 대망의 6인치 구경 제품이 본격적으로 침투해, 시장에서의 존재감을 높이고 있다. GaN은 고품질인 2인치는 보급되어 있지만, 4인치의 보급은 상정한 것보다 늦어지고 있다. Ga2O3은 2인치가 시판되어 있을 뿐인데, 융액성장법에 의한 대구경화의 조기 실현이 기대되고 있다. AlN도 시장화를 위한 목표는 2인치가 되지만, 현시점에서는 대구경화에 시간이 걸릴 것으로 여겨지고 있다. 다이아몬드는 2인치화를 목표로 각 플레이어가 매일 연구를 거듭하고 있다.
2-3. 시장의 성장을 좌우하는 “제조”기술과 “활용”기술, 이 2개가 성장 엔진이 된다
향후의 와이드 밴드갭 반도체 단결정 시장의 성장에는 관련 영역을 포함한 각 플레이어가 각각 다음 단계로 나아가는 것이 요구되고 있다. 이것을 위해서 필요한 것은 2개 있다고 생각한다.
첫 번째는 단결정의 성장기술로, 단결정 제조까지의 “만드는”기술이다. 연구개발용 및 시작용도에서도 절대적으로 필요한 것은 고품질, 즉 결정 결함이 적은 단결정을 제조하는 기술로, 후공정인 디바이스 개발을 진행하는데에도 중요하다. 이것은 주로 단결정 메이커에 요구된다.
두 번째는 그 후의 단결정을 디바이스화해 모듈화하는 “활용”기술이다. 이것이 없으면 최고의 결정을 제조했다 하더라도 애플리케이션에 탑재하지 못해 개발 자체가 무의미해진다. 이것은 주로 디바이스 메이커에 요구된다.
향후의 와이드 밴드갭 반도체 단결정 시장의 성장에는 관련 영역을 포함한 각 플레이어가 각각 다음 단계로 나아가는 것이 요구되고 있다. 이것을 위해서 필요한 것은 2개 있다고 생각한다.
첫 번째는 단결정의 성장기술로, 단결정 제조까지의 “만드는”기술이다. 연구개발용 및 시작용도에서도 절대적으로 필요한 것은 고품질, 즉 결정 결함이 적은 단결정을 제조하는 기술로, 후공정인 디바이스 개발을 진행하는데에도 중요하다. 이것은 주로 단결정 메이커에 요구된다.
두 번째는 그 후의 단결정을 디바이스화해 모듈화하는 “활용”기술이다. 이것이 없으면 최고의 결정을 제조했다 하더라도 애플리케이션에 탑재하지 못해 개발 자체가 무의미해진다. 이것은 주로 디바이스 메이커에 요구된다.
3. 장래 예측
향후의 와이드 밴드갭 반도체 단결정 시장의 성장 일로를 걷게 된다. 2023년의 일본 와이드 밴드갭 반도체 단결정 시장(메이커 출하금액 기준)을 152억 9,500만 엔으로 예측된다(도표1 참조). 이것은 연구개발 용도에서의 수요의 고조 및 각 재료에 의한 탑재 애플리케이션에서 채용 종류의 증가, 해당 애플리케이션의 확대가 주요 성장 요인으로, 재료별로 처한 상황은 다르지만 대체로 계속적인 성장이 이어질 전망이다.
재료별로 2023년의 구성비를 살펴보면, SiC가 57%(87억 4,900만 엔)으로 시장의 절반 이상을 차지한다. GaN은 31％(46억 9,700만 엔)으로 시장규모는 증가하고 있지만 구성비는 떨어졌다. Ga2O3은 2023년에는 8억 7,200만 엔으로 구성비로 6%를 차지할 때까지 성장할 전망이다. AlN은 2023년 4%(6억 4,500만 엔)로 Ga2O3의 뒤를 잇게 된다. 다이아몬드의 본격적인 시장화는 2023년 이후의 전망으로, 2023년에 2%(3억 3,200만 엔)을 차지할 것으로 예측된다.
향후의 와이드 밴드갭 반도체 단결정 시장의 성장 일로를 걷게 된다. 2023년의 일본 와이드 밴드갭 반도체 단결정 시장(메이커 출하금액 기준)을 152억 9,500만 엔으로 예측된다(도표1 참조). 이것은 연구개발 용도에서의 수요의 고조 및 각 재료에 의한 탑재 애플리케이션에서 채용 종류의 증가, 해당 애플리케이션의 확대가 주요 성장 요인으로, 재료별로 처한 상황은 다르지만 대체로 계속적인 성장이 이어질 전망이다.
재료별로 2023년의 구성비를 살펴보면, SiC가 57%(87억 4,900만 엔)으로 시장의 절반 이상을 차지한다. GaN은 31％(46억 9,700만 엔)으로 시장규모는 증가하고 있지만 구성비는 떨어졌다. Ga2O3은 2023년에는 8억 7,200만 엔으로 구성비로 6%를 차지할 때까지 성장할 전망이다. AlN은 2023년 4%(6억 4,500만 엔)로 Ga2O3의 뒤를 잇게 된다. 다이아몬드의 본격적인 시장화는 2023년 이후의 전망으로, 2023년에 2%(3억 3,200만 엔)을 차지할 것으로 예측된다.
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