市场概况
Spin on Carbon市场规模在2024年估值为2.546亿美元,预计到2032年将达到21.4162亿美元,在预测期内的复合年增长率为30.5%。
| 报告属性 |
详细信息 |
| 历史时期 |
2020-2023 |
| 基准年 |
2024 |
| 预测期 |
2025-2032 |
| 2024年Spin on Carbon市场规模 |
2.546亿美元 |
| Spin on Carbon市场,复合年增长率 |
30.5% |
| 2032年Spin on Carbon市场规模 |
21.4162亿美元 |
Spin on Carbon市场的主要参与者包括三星SDI株式会社、默克公司、信越化学工业株式会社、YCCHEM株式会社、Brewer Science公司、JSR Micro公司、KOYJ株式会社、Irresistible Materials公司、Nano-C公司和DNF株式会社,他们专注于为下一代半导体节点推进高纯度、热稳定的碳配方。2024年,亚太地区以38.7%的份额领先全球Spin on Carbon市场,这得益于台湾、韩国、中国和日本的广泛代工和IDM活动。北美和欧洲紧随其后,受益于在先进光刻、逻辑设备和存储制造方面的强劲投资。
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市场见解
- Spin on Carbon市场在2024年达到2.546亿美元,预计到2032年将以30.5%的复合年增长率增长。
- 市场增长由EUV光刻和先进图案化的日益采用推动,逻辑设备由于亚5纳米技术的快速扩展而占据38.4%的份额。
- 关键趋势包括在GAA晶体管制造中越来越多地使用spin-on carbon,以及对高温配方在深蚀刻半导体工艺中的需求不断增加。
- 主要参与者专注于开发高纯度、热稳定的材料,加强其在先进逻辑、存储和封装应用中的存在,同时解决集成挑战和工艺敏感性问题。
- 2024年,亚太地区以38.7%的份额领先全球市场,随后是北美和欧洲,这得益于广泛的晶圆厂扩展和强大的半导体制造能力。
市场细分分析:
按应用:
在Spin on Carbon市场中,逻辑设备在2024年以38.4%的份额主导了应用领域,这得益于先进节点的快速扩展和EUV光刻的日益采用。Spin-on carbon材料提供了多重图案化所需的卓越蚀刻抗性和均匀性,支持全栅极(GAA)架构和高密度互连。随着3D NAND和DRAM制造商寻求可靠的硬掩模解决方案以进行深蚀刻,存储设备的使用量也在增加。功率设备、MEMS和先进封装也对需求做出了贡献,因为半导体生产商强调工艺精度、成本效率和集成复杂性降低。
- 例如,Brewer Science的OptiStack SOC450 spin-on carbon平台于2023年6月推出,针对逻辑和3D架构,提供高达550°C的零收缩、强大的填隙能力和改进的图案崩溃抗性,以支持先进节点光刻。
按材料类型:
高温旋涂碳在2024年以56.7%的份额引领材料类型细分市场,这归功于其卓越的热稳定性、高碳含量以及适用于5纳米以下制造中要求苛刻的蚀刻工艺。其能够承受强烈等离子体条件的能力,使其成为先进逻辑和存储生产中高纵横比图案化步骤的关键。常温旋涂碳在成本效益和工艺简便性优先的较简单图案化层中保持稳定采用。两种材料的增长得益于设备小型化的增加和EUV制造的扩展。
- 例如,默克KGaA的AZ旋涂碳产品为多样化的集成流程提供高热稳定性,并在吞吐量上优于CVD替代品。这些材料确保在半导体图案化应用中具有高透明度以进行叠层控制。
按终端用户:
代工厂在2024年以47.2%的份额占据最大终端用户份额,这得益于在5纳米、3纳米和新兴2纳米工艺的先进节点制造上的加速投资。它们对可靠硬掩膜材料的持续需求加强了多重图案化和GAA晶体管制造中旋涂碳的采用。集成器件制造商(IDM)在扩大逻辑和存储生产方面贡献显著,而OSATs在需要精确图案转移的先进封装流程中扩大了使用。半导体外包的增加和晶圆厂产能的扩展进一步增强了终端用户的采用。

关键增长驱动因素
EUV光刻和先进图案化的日益采用
随着半导体制造商加强对EUV光刻和先进图案化技术的采用,旋涂碳市场迅速扩张,这些技术对于5纳米以下逻辑和下一代存储设备至关重要。旋涂碳提供高蚀刻选择性、尺寸稳定性和均匀的薄膜覆盖,这对于GAA晶体管和3D NAND架构中的多重图案化步骤至关重要。其能够承受强烈等离子体条件并支持高纵横比结构的能力,加强了其作为先进半导体制造基础材料的角色。
- 例如,三星SDI供应的旋涂碳材料是其3纳米和2纳米全栅(GAA)晶体管生产中先进图案化工艺的关键,支持堆叠纳米片架构所需的均匀薄膜覆盖和蚀刻选择性。
代工厂和IDM产能的快速扩张
全球对半导体制造产能的投资增长显著推动了旋涂碳市场。包括台积电、三星、英特尔和主要存储制造商在内的领先代工厂和IDM正在扩大5纳米、3纳米和新兴2纳米技术,增加了对热稳定和精确硬掩膜材料的需求。AI、汽车、高性能计算和消费电子领域的芯片消费增加,加上地区半导体自给自足的倡议,强化了旋涂碳在先进工艺流程中的大规模采用。
- 例如,美国的英特尔工厂,如亚利桑那州的工厂,采用了旋涂碳材料来支持亚7nm和3D芯片架构,优化光刻和介电步骤以提升设备性能。
先进封装和3D集成的增长
快速向先进封装架构(如2.5D/3D堆叠、芯粒、混合键合和晶圆级封装)的过渡,创造了对旋涂碳解决方案的强烈需求。这些材料在RDL形成、TSV蚀刻和微凸块图案化中提供可靠的图案转移、出色的填隙能力和在高温工艺下的稳定性能。随着异构集成成为下一代半导体设计的核心,旋涂碳的多功能性增强了其在先进封装和互连应用中的重要性。
关键趋势与机遇
在GAA和垂直缩放半导体架构中的使用增加
重塑旋涂碳市场的一个主要趋势是全栅极(GAA)晶体管和垂直缩放存储设备的加速采用。这些架构需要旋涂碳材料提供精确的图案化、深蚀刻均匀性和可靠的硬掩膜性能。它们的稳定性和窄线宽控制使其在纳米片和纳米线晶体管制造中不可或缺。随着制造商突破传统光刻限制,高温和下一代碳配方代表了一个重要的长期机遇。
- 例如,默克KGaA提供具有高热稳定性和透明度的旋涂碳材料,用于叠层控制,帮助在垂直缩放存储设备集成流程中实现可靠的硬掩膜性能。
低缺陷和化学可调材料配方的进步
市场在开发低缺陷、可调旋涂碳材料方面看到了强劲的机遇,这些材料旨在提高先进半导体节点的产量和工艺可靠性。供应商越来越多地提供具有可调粘度、增强密度和与多图案堆栈兼容性的配方。这些进步使晶圆厂能够优化图案化性能,减少与缺陷相关的返工,并实现更好的均匀性。随着设备架构变得更加复杂,对可定制的高性能碳材料的需求持续扩大。
- 例如,默克KGaA的AZ®旋涂碳(SoC)产品提供高透明度以增强叠层控制和高热稳定性,以便在多图案流程中集成。
关键挑战
高工艺敏感性和复杂的集成要求
旋涂碳市场的一个重大挑战是在先进光刻和蚀刻工作流程中管理材料的敏感性。实现一致的性能需要严格控制薄膜的均匀性、厚度稳定性、热行为和缺陷最小化。在涂覆、烘烤或蚀刻过程中,即使是轻微的工艺偏差也可能改变关键尺寸并影响产量。随着半导体节点进一步缩小,晶圆厂必须在工艺优化和材料认证上进行大量投资,以确保顺利集成。
替代硬掩模和耐蚀材料的竞争
旋涂碳面临来自其他硬掩模选项的强大竞争压力,包括无定形碳膜(a-C)、硅基硬掩模和有机-无机混合材料。这些替代材料可能在特定蚀刻堆栈或集成流程中提供优势,促使工厂评估多种解决方案以平衡成本、性能和兼容性。这种竞争格局要求旋涂碳供应商不断创新、改进材料工程,并在新兴半导体技术中保持采用率,通过更强的价值差异化来实现。
区域分析
北美
2024年,北美在旋涂碳市场中占据了31.6%的份额,主要得益于强劲的半导体制造活动,特别是在先进逻辑和面向AI的芯片生产方面。政府倡议如美国CHIPS法案支持的新制造设施的大量投资,持续提升对旋涂碳等先进图案材料的需求。该地区受益于领先的IDM和代工厂扩张、强大的研发能力以及对关键半导体供应链回流的日益关注。EUV节点的广泛采用进一步增强了这种材料在美国主要芯片制造中心的相关性。
欧洲
2024年,欧洲在旋涂碳市场中占据了22.4%的份额,这得益于该地区不断扩大的半导体生态系统和对技术主权的战略重视。德国、法国和荷兰等关键国家在先进光刻、计量和图案技术上投入巨大。领先设备制造商的存在以及纳米制造领域的合作研发计划推动了材料创新和采用。欧洲对汽车电子、工业自动化和绿色技术的日益关注加速了半导体需求,强化了旋涂碳在先进逻辑、存储器和功率器件制造中的整合。
亚太地区
2024年,亚太地区以38.7%的份额主导了全球市场,这得益于其在半导体制造和大规模生产中的领导地位。包括台湾、韩国、中国和日本在内的国家拥有顶级代工厂和IDM,积极推进亚7纳米和3纳米生产。对EUV光刻、3D NAND和先进封装的巨额投资推动了对高性能旋涂碳材料的需求。该地区强大的电子供应链、消费和工业电子产品的日益增长以及持续的工厂扩张,使亚太地区成为下一代碳硬掩模解决方案增长最快的市场。
中东和非洲
2024年,中东和非洲在旋涂碳市场中占据了3.2%的份额,增长得益于在半导体设计、电子制造和以技术为重点的经济多元化计划中的新兴投资。阿联酋和沙特阿拉伯等国家越来越多地开发针对先进电子和AI应用的创新生态系统。尽管该地区缺乏大规模制造设施,但与全球半导体企业的合作伙伴关系不断增加,以及对消费电子产品的需求上升,支持了渐进的采用。政府支持的数字化转型战略进一步鼓励在利基制造领域整合现代材料和技术,包括旋涂碳。
南美洲
2024年,南美洲在碳旋涂市场占据了4.1%的份额,这得益于消费电子、通信基础设施和工业自动化组件需求的不断增长。巴西和阿根廷在区域半导体活动中处于领先地位,主要专注于组装、测试和本地化芯片封装。虽然大规模半导体制造仍然有限,但在微电子研发和与国际制造商合作方面的投资增加,为碳旋涂等专业材料创造了机会。市场增长受到数字化进程加快、先进设备采用增加以及旨在增强区域技术能力的政府举措的支持。
市场细分:
按应用
- 逻辑器件
- 存储器件
- 功率器件
- 微机电系统 (MEMS)
- 先进封装
按材料类型
按终端用户
- 晶圆代工厂
- 集成器件制造商 (IDMs)
- 外包半导体组装与测试 (OSAT)
按地理区域
竞争格局
碳旋涂市场的竞争格局包括主要参与者如三星SDI株式会社、默克集团、信越化学工业株式会社、YCCHEM株式会社、Brewer Science公司、JSR Micro公司、KOYJ株式会社、Irresistible Materials有限公司、Nano-C公司和DNF株式会社。市场仍然以创新为驱动,公司专注于高纯度配方、增强的热稳定性和改进的蚀刻抗性,以满足EUV光刻、多重图案化以及先进逻辑和存储制造的要求。领先供应商在研发上投入大量资金,开发适用于5纳米以下节点和GAA晶体管结构的下一代高温碳旋涂材料。材料制造商、晶圆代工厂和设备供应商之间的战略合作进一步加强了产品集成和工艺兼容性。公司还扩展生产能力并优化供应链,以满足来自亚太地区、北美和欧洲先进半导体制造中心的不断增长的需求,在这个快速发展的市场中保持强大的竞争优势。
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关键玩家分析
近期发展
- 2025年11月,中国恒坤新材料宣布其自主研发的SOC(旋涂碳)产品已实现量产,包括SOC硬掩膜材料,以及BARC和KrF/i-Line光刻胶等其他光刻材料,标志着公司SOC产品线在商业规模上的重要里程碑。
- 2025年6月,默克KGaA继续推进其早期收购Versum Materials的整合,推广其扩展的旋涂碳硬掩膜产品组合,以支持下一代半导体制造,将合并后的业务定位为先进逻辑和存储节点的关键材料供应商。
报告覆盖范围
研究报告提供了基于应用、材料类型、终端用户和地理位置的深入分析。它详细介绍了主要市场参与者,概述了他们的业务、产品供应、投资、收入来源和关键应用。此外,报告还包括对竞争环境、SWOT分析、当前市场趋势以及主要驱动因素和约束的见解。此外,它讨论了近年来推动市场扩张的各种因素。报告还探讨了影响行业的市场动态、监管情景和技术进步。它评估了外部因素和全球经济变化对市场增长的影响。最后,它为新进入者和成熟公司提供了应对市场复杂性的战略建议。
未来展望
- 随着EUV光刻在先进半导体节点中的采用扩大,市场将经历强劲增长。
- 旋涂碳材料将在支持GAA晶体管制造和纳米片集成方面得到更广泛的应用。
- 高温碳配方将在逻辑和存储设备的深蚀刻应用中变得越来越重要。
- 晶圆厂和IDM将通过持续的产能扩张和节点缩放推动持续需求。
- 包括混合键合和3D堆叠在内的先进封装技术将加强对精确碳硬掩膜材料的需求。
- 研发工作将专注于降低缺陷密度和提高下一代图案化的膜均匀性。
- 材料供应商与设备制造商之间的合作将加速工艺优化。
- 随着半导体制造继续主导该地区,亚太地区的采用率将上升。
- 新的生态工程和化学可调碳配方将出现,以增强工艺灵活性。
- 竞争压力将鼓励供应商为3纳米以下半导体技术创新高性能解决方案。