Dimensioni del mercato VLSI, quota, crescita e analisi del settore, per tipo (metrologia/tecnologie di ispezione, revisione dei difetti/ispezione wafer, metrologia di film sottile e metrologia litografica) per applicazione (elettronica e semiconduttori, industriale, ottica, accademica e altri), approfondimenti regionali e previsioni fino al 2035

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PANORAMICA DEL MERCATO VLSI

La dimensione globale del mercato VLSI è pari a 60,71 miliardi di dollari nel 2025 e si prevede che raggiungerà i 64,41 miliardi di dollari nel 2026, crescendo ulteriormente fino a 116,4 miliardi di dollari entro il 2035 con un CAGR stimato del 6,1% dal 2026 al 2035.

L'integrazione su larga scala (VLSI) si riferisce alla procedura di integrazione di migliaia e migliaia o miliardi di transistor su un singolo chip semiconduttore, consentendo l'introduzione di circuiti digitali ad alte prestazioni complessive e rispettosi dell'ambiente elettrico. La tecnologia VLSI costituisce l'ispirazione degli attuali microprocessori, chip di memoria, dispositivi su chip (SoC) e circuiti incorporati specifici per l'applicazione (ASIC).

I chip VLSI contengono un gran numero di transistor in wafer di silicio compatti, migliorando l'elettricità e le prestazioni computazionali.  I progetti VLSI avanzati ottimizzano l'assorbimento di elettricità, rendendoli adatti a programmi ad alta efficienza energetica tra cui smartphone, dispositivi IoT e part computing.

RISULTATI CHIAVE

IMPATTO DEL COVID-19 

L'industria VLSI ha avuto un effetto negativo a causa di Ritardi e arresti della produzione durante la pandemia di COVID-19

La pandemia globale di COVID-19 è stata sconcertante e senza precedenti, con il mercato che ha registrato una domanda inferiore al previsto in tutte le regioni rispetto ai livelli pre-pandemia. L'improvvisa crescita del mercato riflessa dall'aumento del CAGR è attribuibile alla crescita del mercato e alla domanda che ritorna ai livelli pre-pandemia.

La pandemia ha innescato interruzioni estreme all'interno della catena di fornitura mondiale dei semiconduttori, causando carenza di materie prime, spedizioni non puntuali e interruzioni della produzione, influenzando sostanzialmente la produzione di chip VLSI.

ULTIME TENDENZE

Progressi nelle tecnologie dei nodi più piccoli per stimolare la crescita del mercato

I nodi più piccoli consentono ai produttori di concentrare più transistor in un singolo chip, migliorando la forza computazionale e l'efficienza riducendo al tempo stesso le dimensioni tipiche del chip. Man mano che i transistor si riducono, richiedono molta meno energia per scambiare gli stati, riducendo il consumo di energia. Ciò è particolarmente vantaggioso per i dispositivi cellulari, i programmi IoT e i carichi di lavoro basati sull'intelligenza artificiale. I chip dei nodi avanzati forniscono velocità di elaborazione più elevate e una latenza ridotta, rendendoli ideali per applicazioni di intelligenza artificiale, calcolo ad alte prestazioni complessive (HPC) e centri informazioni. La litografia ultravioletta estrema (EUV) è una generazione chiave che consente la fabbricazione di nodi più piccoli, consentendo modelli più esclusivi di transistor e riducendo i difetti nella produzione di semiconduttori.

• Secondo fonti dell'associazione nazionale dell'industria elettronica, l'India contribuisce per circa il 20% alla forza lavoro mondiale di progettazione di semiconduttori e VLSI, rafforzando le capacità di progettazione globale.
• Secondo fonti governative, sono state approvate oltre 10 proposte di produzione di semiconduttori e display con impegni di investimento che rappresentano quasi il 15% della spesa totale prevista per la produzione di componenti elettronici del paese.

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SEGMENTAZIONE DEL MERCATO VLSI

Per tipo

In base al tipo, il mercato globale può essere classificato in metrologia/tecnologie di ispezione, revisione dei difetti/ispezione wafer, metrologia a film sottile e metrologia litografica.

• Tecnologie di metrologia/ispezione: questa classe include strategie superiori utilizzate per valutare, esaminare e garantire la precisione delle procedure di fabbricazione dei semiconduttori. Aiuta a rilevare variazioni dimensionali, problemi di allineamento e difetti strutturali nei circuiti inclusi (IC), garantendo una produzione straordinaria di chip.

• Revisione dei difetti/Ispezione dei wafer: comporta un'ispezione automatica basata principalmente sulla microscopia ottica ed elettronica per individuare i difetti sui wafer semiconduttori. Svolge un ruolo essenziale nel controllo soddisfacente e nel miglioramento della resa, individuando problemi tra cui contaminanti, disallineamento del modello e difetti delle particelle nella produzione in fase iniziale.

• Metrologia a film sottile: questo tipo è specializzato nella misurazione dello spessore, dell'uniformità e della composizione dei film sottili depositati su wafer semiconduttori. Garantisce che gli strati dielettrici, conduttivi e isolanti soddisfino le specifiche specificate per le prestazioni complessive dello strumento, in particolare nella tecnologia dei nodi avanzata.

• Metrologia litografica: questa classe include strategie per la valutazione e il controllo della modellazione litografica nella produzione di semiconduttori. Garantisce che le dimensioni delle funzioni, l'allineamento e la precisione della sovrapposizione soddisfino le specifiche di progettazione, riducendo gli errori nella modellazione di fotomaschere e wafer.

Per applicazione

In base all'applicazione, il mercato globale può essere classificato in elettrico e semiconduttore, industriale, ottico, accademico e altri.

• Elettrico e semiconduttore: la tecnologia VLSI è ampiamente utilizzata nel layout e nella fabbricazione di microprocessori, chip di memoria e sistemi embedded. Svolge una posizione critica nell'elettronica dei clienti, nelle telecomunicazioni e nei dispositivi informatici, consentendo l'elaborazione dei dati ad alta velocità e prestazioni efficienti dal punto di vista energetico.

• Industriale: l'automazione industriale, la robotica e i sistemi di manipolazione si basano su componenti basati principalmente su VLSI insieme a microcontrollori, FPGA e ASIC. Questi chip contribuiscono a migliorare l'efficienza, l'affidabilità e la scalabilità dei macchinari industriali, della produzione intelligente e dell'automazione basata sull'IoT.

• Ottico: i sistemi di comunicazione e imaging ottici utilizzano circuiti totalmente basati su VLSI per l'elaborazione del segnale ad alta velocità, il controllo laser e la trasmissione dei dati. Le applicazioni consistono in reti in fibra ottica, sensori LiDAR e strutture di imaging superiori nell'industria medica e automobilistica.

• A livello accademico: istituti di ricerca e università utilizzano la generazione VLSI per sviluppare nuove architetture di semiconduttori, acceleratori di intelligenza artificiale e soluzioni di calcolo quantistico. È fondamentale per le attività accademiche specializzate nella progettazione di chip, nell'ottimizzazione dei circuiti e nei paradigmi informatici emergenti.

• Altri: questa categoria comprende programmi specializzati insieme a gadget biomedici, aerospaziali, sistemi di protezione e hardware di gioco. I chip VLSI sono vitali nei monitor fitness indossabili, nei processori di livello militare e nelle GPU ad alte prestazioni, guidando l'innovazione in diversi campi.

DINAMICHE DEL MERCATO

Le dinamiche del mercato includono fattori trainanti e restrittivi, opportunità e sfide che determinano le condizioni del mercato.

Fattori trainanti

La crescente domanda di computer ad alte prestazioni per rilanciare il mercato

L'ascesa dell'intelligenza artificiale, dell'apprendimento dei gadget, del cloud computing e dell'analisi dei dati di massa sta guidando la richiesta di chip VLSI avanzati in grado di far fronte in modo efficace a calcoli complessi, oltre ad alimentare la crescita del mercato VLSI.

• Secondo le valutazioni a livello di associazione, l'India conta più di 125.000 professionisti della progettazione IC/VLSI, che rappresentano circa il 18-20% del pool globale di ingegneri della progettazione di chip.
• Secondo fonti governative, i programmi di incentivi nazionali mirano a consentire ad almeno 20 aziende nazionali di progettazione di semiconduttori di espandere le proprie attività, sostenendo una crescita di quasi il 10-12% della capacità di produzione locale di progettazione.

Progressi nella produzione di semiconduttori per espandere il mercato

I continui miglioramenti nelle tattiche di fabbricazione dei semiconduttori, insieme ai nodi da 3 nm e 2 nm, insieme a innovazioni come i chiplet e lo stacking 3-d, abbelliscono le prestazioni e le prestazioni dei chip VLSI.

Fattore restrittivo

Investimenti iniziali elevati e costi di ricerca e sviluppo potrebbero ostacolare la crescita del mercato

Il miglioramento dei chip VLSI di qualità superiore richiede ingenti finanziamenti di capitale in studi, progettazione e strutture di fabbricazione di semiconduttori (fabs), che possono costituire una barriera per i nuovi entranti e le aziende più piccole, portando a Quota di mercato VLSI.

• Secondo le stime delle associazioni di settore, il Paese potrebbe trovarsi ad affrontare una carenza di 250.000-300.000 professionisti specializzati nel settore dei semiconduttori, pari a quasi il 25-30% della forza lavoro totale richiesta.
• Fonti dell'associazione evidenziano che l'accesso alle fabbriche avanzate rimane limitato, con oltre l'80% delle esigenze di fabbricazione che dipendono ancora da strutture straniere.

Espansione delle applicazioni di intelligenza artificiale e machine learning per creare opportunità per il prodotto sul mercato

Opportunità

La crescente adozione della tecnologia spinta dall'intelligenza artificiale in settori come quello sanitario, automobilistico e finanziario sta alimentando la richiesta di chip VLSI ad alte prestazioni, che includono acceleratori AI e processori neuromorfici.

• Secondo fonti governative, la domanda interna di semiconduttori ha superato il 45-50% del fabbisogno totale di componenti elettronici, creando nuove opportunità per la produzione VLSI e l'espansione della progettazione.
• Secondo gli studi dell'associazione, il Paese può supportare 5 unità ATMP/OSAT aggiuntive, che possono aumentare l'integrazione della catena del valore VLSI locale di quasi il 20-25%.

 

Le interruzioni della catena di fornitura potrebbero rappresentare una potenziale sfida per i consumatori

Sfida

La carenza di sostanze essenziali (che includono wafer di silicio e metalli delle terre rare) e le tensioni geopolitiche possono interrompere la catena di consegna dei semiconduttori, influenzando i tempi di produzione e spedizione.

• Studi tecnici governativi evidenziano che la fabbricazione dei semiconduttori prevede 500-1.500 passaggi di precisione in ambienti controllati, rendendolo uno dei processi più complessi a livello globale, con tolleranze di errore inferiori all'1%.
• Secondo le valutazioni del governo, quasi il 95% dei centri di capacità globale legati ai semiconduttori sono concentrati in un numero limitato di regioni metropolitane, limitando la dispersione dei talenti a livello nazionale.

 

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APPROFONDIMENTI REGIONALI DEL MERCATO VLSI

• America del Nord

Il Nord America, in particolare il mercato VLSI degli Stati Uniti, continua a svolgere un ruolo importante nella progettazione e nell'innovazione VLSI, ospitando importanti gruppi di semiconduttori e istituti di ricerca.

• Europa

I paesi europei stanno investendo nelle tecnologie dei semiconduttori per ridurre la dipendenza dalle risorse esterne e migliorare le capacità manifatturiere locali. La posizione detiene una percentuale brillante nel mercato dei semiconduttori VLSI, con pacchetti che abbracciano i settori automobilistico, commerciale ed elettronico di consumo.

• Asia

L'India sta assistendo a enormi investimenti nella produzione di semiconduttori a causa delle preoccupazioni per la carenza di semiconduttori e le tensioni geopolitiche tra Cina e Stati Uniti.

PRINCIPALI ATTORI DEL SETTORE

Principali attori del settore che modellano il mercato attraverso l'innovazione e l'espansione del mercato

Le aziende, tra le altre, guidano il mercato VLSI attraverso continui progressi nella progettazione dei semiconduttori, miglioramenti nella produzione e partnership strategiche, plasmando il destino della tecnologia in diversi settori.

• Rigaku: Secondo le valutazioni delle associazioni di settore, i sistemi di metrologia dei semiconduttori di Rigaku supportano miglioramenti della precisione di identificazione dei difetti di quasi il 30-40%, migliorando la resa della produzione VLSI.
• Aquila InstrumentsL Secondo fonti dell'associazione nazionale dell'elettronica, Aquila Instruments fornisce apparecchiature di test e misurazione a più di 50 aziende di semiconduttori ed elettronica, contribuendo per circa il 10% all'ecosistema nazionale di apparecchiature di test.

Elenco dei principali mercati VLSI Aziende

• KLA-Tencor (U.S.)
• Topcon (Japan)
• Rigaku
• Secon (India)
• Aquila Instruments
• Hitachi (Japan)

SVILUPPI CHIAVE DEL SETTORE

2024:I progettisti VLSI hanno esplorato modi per combinare forme speciali di tecnologie su un singolo chip, inclusa la combinazione di CPU, GPU, acceleratori e componenti di memoria. Questa tendenza mira a creare chip più potenti e specializzati per numerose applicazioni, insieme all'intelligenza artificiale e all'acquisizione della conoscenza dei dispositivi.

COPERTURA DEL RAPPORTO

Lo studio comprende un'analisi SWOT completa e fornisce approfondimenti sugli sviluppi futuri del mercato. Esamina vari fattori che contribuiscono alla crescita del mercato, esplorando un'ampia gamma di categorie di mercato e potenziali applicazioni che potrebbero influenzarne la traiettoria nei prossimi anni. L'analisi tiene conto sia delle tendenze attuali che dei punti di svolta storici, fornendo una comprensione olistica delle componenti del mercato e identificando potenziali aree di crescita.

Nel mercato VLSI (Very Large Scale Integration), le tecniche avanzate svolgono una funzione cruciale nel migliorare le prestazioni, la scalabilità e l'efficienza energetica dei chip in numerose applicazioni. Queste moderne soluzioni di semiconduttori offrono ai produttori di chip solide metodologie per ottimizzare il layout del circuito, migliorare le strategie di fabbricazione e decorare l'integrazione dei dispositivi, garantendo prestazioni di elaborazione, convenienza e affidabilità più elevate. Le tecnologie costituite dalla progettazione di chip basata sull'intelligenza artificiale, dall'analisi delle prestazioni in tempo reale e dalle strategie di litografia avanzate stanno rimodellando il modo in cui le aziende di semiconduttori affrontano il miglioramento e la produzione dei chip. Sfruttando queste innovazioni, le risposte VLSI possono fornire semiconduttori ad alte prestazioni ed ecologici, consentendo anche miglioramenti nell'elettronica di consumo, nell'auto, nelle telecomunicazioni e nell'informatica.