Tecnologias de Metrologia de Semicondutores em 2025: Como a Medição de Precisão Está Impulsionando a Próxima Onda de Fabricação de Chips. Explore as Inovações, Dinâmicas de Mercado e Perspectivas Futuras que Estão Moldando a Indústria.

• Resumo Executivo: Principais Tendências e Fatores de Mercado em 2025
• Tamanho do Mercado e Previsão (2025–2030): Trajetória de Crescimento e Projeções de Receita
• Inovações Tecnológicas: Ferramentas e Métodos de Metrologia de Próxima Geração
• Principais Jogadores e Cenário Competitivo
• Áreas de Aplicação: Lógica, Memória e Embalagem Avançada
• Análise Regional: América do Norte, Ásia-Pacífico, Europa e Resto do Mundo
• Desafios e Barreiras: Fatores Técnicos, Econômicos e da Cadeia de Suprimentos
• Normas Emergentes e Desenvolvimentos Regulatórios
• Parcerias Estratégicas, Fusões e Aquisições, e Tendências de Investimento
• Perspectivas Futuras: Oportunidades, Interrupções e Impacto de Longo Prazo
• Fontes e Referências

Resumo Executivo: Principais Tendências e Fatores de Mercado em 2025

A indústria de semicondutores em 2025 está passando por uma transformação crucial, com as tecnologias de metrologia emergindo como um alicerce para permitir nós de fabricação avançados e integração heterogênea. À medida que as geometrias dos dispositivos diminuem abaixo de 5nm e novos materiais são introduzidos, a medição precisa e o controle de dimensões críticas, espessura de filmes e composição de materiais tornaram-se essenciais para a otimização do rendimento e controle de processos. A demanda por metrologia avançada está sendo impulsionada pela proliferação da inteligência artificial (IA), computação de alto desempenho (HPC) e eletrônica automotiva, todos os quais requerem dispositivos semicondutores cada vez mais complexos e confiáveis.

Os principais players da indústria estão investindo pesadamente em soluções de metrologia de próxima geração. KLA Corporation, um líder global em controle de processo e gerenciamento de rendimento, continua a expandir seu portfólio com sistemas de inspeção óptica e de feixe eletrônico, adaptados para aplicações sub-5nm e 3D NAND. ASML Holding, renomada por seus sistemas de litografia, também está avançando em suas ofertas de metrologia, particularmente no contexto da litografia ultravioleta extrema (EUV), onde medições de sobreposição e dimensões críticas são cruciais para o desempenho do dispositivo. Hitachi High-Tech Corporation e Tokyo Electron Limited estão fortalecendo ainda mais suas posições com ferramentas de microscopia eletrônica e metrologia em linha, apoiando tanto fabricantes de lógica quanto de memória.

A integração da inteligência artificial e do aprendizado de máquina nas plataformas de metrologia é uma tendência definidora em 2025. Essas tecnologias permitem a análise de dados em tempo real e o controle preditivo de processos, reduzindo os tempos de ciclo e melhorando o rendimento. Além disso, a transição para embalagem avançada, como chiplets e integração 3D, está criando novos desafios de metrologia, particularmente na inspeção de vias através de silício (TSVs) e interfaces heterogêneas. As empresas estão respondendo desenvolvendo soluções de metrologia híbrida que combinam múltiplas técnicas de medição, como métodos de raios X, ópticos e baseados em elétrons, para atender a esses requisitos complexos.

Olhando para o futuro, as perspectivas para as tecnologias de metrologia de semicondutores permanecem robustas. A escalabilidade contínua dos dispositivos semicondutores, a adoção de novos materiais como dielétricos de alta constante e semicondutores compostos, e a expansão da embalagem avançada manterão uma forte demanda por soluções inovadoras de metrologia. Espera-se que os líderes da indústria acelerem investimentos em P&D e colaborações estratégicas para atender às necessidades em evolução dos clientes e manter a competitividade neste setor de rápido avanço.

Tamanho do Mercado e Previsão (2025–2030): Trajetória de Crescimento e Projeções de Receita

O mercado de tecnologias de metrologia de semicondutores está posicionado para um crescimento robusto de 2025 a 2030, impulsionado pela crescente complexidade dos dispositivos semicondutores, a transição para nós de processo avançados (como 3nm e abaixo) e a proliferação de aplicações em inteligência artificial, eletrônica automotiva e comunicações 5G/6G. À medida que as geometrias dos dispositivos diminuem e as arquiteturas 3D, como transistores gate-all-around (GAA) e embalagens avançadas, se tornam predominantes, a demanda por soluções de metrologia precisas e de alto rendimento está se intensificando.

Os principais players da indústria, como KLA Corporation, ASML, Hitachi High-Tech Corporation e Applied Materials, estão investindo pesadamente em P&D para abordar os desafios de metrologia impostos pela fabricação de semicondutores de próxima geração. Por exemplo, KLA Corporation continua a expandir seu portfólio de sistemas de inspeção óptica e de feixe eletrônico, enquanto ASML integra módulos de metrologia em suas plataformas de litografia para permitir o controle em linha do processo para litografia ultravioleta extrema (EUV) e litografia EUV de alta NA.

A trajetória de crescimento do mercado é sustentada pelos crescentes gastos de capital de fundições líderes e fabricantes de dispositivos integrados (IDMs), incluindo TSMC, Samsung Electronics e Intel, todos os quais estão aumentando investimentos em metrologia avançada para apoiar seus roteiros tecnológicos. A adoção de metrologia avançada é particularmente crítica para a melhoria do rendimento e controle de processos em nós sub-5nm, onde técnicas de medição tradicionais enfrentam limitações.

A partir de 2025, espera-se que o mercado veja uma taxa de crescimento composto anual (CAGR) de dígitos altos, com receitas totais projetadas para alcançar vários bilhões de dólares até 2030. Esse crescimento é alimentado pela expansão da capacidade de fabricação de semicondutores na Ásia, América do Norte e Europa, assim como pela crescente integração de inteligência artificial e aprendizado de máquina nas sistemas de metrologia para detecção de defeitos em tempo real e otimização de processos.

Olhando para o futuro, as perspectivas para as tecnologias de metrologia de semicondutores permanecem fortes, com contínua inovação em metrologia híbrida (que combina múltiplas técnicas de medição), metrologia em linha e in-situ, e o desenvolvimento de novas soluções adaptadas para embalagem avançada e integração heterogênea. O cenário competitivo provavelmente se intensificará à medida que players estabelecidos e novos provedores de tecnologia busquem atender às necessidades em evolução da indústria de semicondutores.

Inovações Tecnológicas: Ferramentas e Métodos de Metrologia de Próxima Geração

A indústria de semicondutores está passando por uma transformação rápida nas tecnologias de metrologia, impulsionada pela pressão incessante em direção a nós menores, arquiteturas 3D e integração heterogênea. A partir de 2025, a demanda por ferramentas de metrologia avançada está se intensificando, com fabs de ponta exigindo precisão e rendimento sem precedentes para suportar tecnologias de processo sub-3nm e estruturas de dispositivos complexas.

Uma das inovações mais significativas é a implantação da metrologia híbrida, que combina múltiplas técnicas de medição—como métodos ópticos, de raios X e baseados em elétrons—para fornecer uma caracterização abrangente de dimensões críticas (CD), sobreposição e propriedades materiais. ASML, líder global em litografia e metrologia, tem estado na vanguarda, integrando avançados sistemas de inspeção óptica e de feixe eletrônico para enfrentar os desafios da litografia EUV (Ultravioleta Extrema) e processos de alta NA (Apertura Numérica). As soluções de metrologia deles são essenciais para controlar a colocação de padrões e a defeituosidade em escala atômica.

Outra tendência importante é a adoção de metrologia em linha e in-situ, permitindo controle de processos e feedback em tempo real. KLA Corporation, um player dominante em controle de processos e inspeção, introduziu novas plataformas que aproveitam aprendizado de máquina e IA para analisar conjuntos de dados massivos de múltiplas fontes de metrologia, melhorando o rendimento e reduzindo o tempo de mercado. Suas últimas ferramentas são projetadas para lidar com a complexidade de 3D NAND, FinFET e transistores gate-all-around (GAA), que requerem medição precisa de recursos de alta razão de aspecto e interfaces enterradas.

A metrologia de raios X também está ganhando destaque, particularmente para análise não destrutiva de embalagem avançada e integração 3D. Thermo Fisher Scientific e Bruker Corporation estão expandindo seus portfólios com sistemas de difração de raios X de alta resolução (XRD) e espectroscopia de fotoelétrons de raios X (XPS), permitindo caracterização detalhada de materiais e interfaces em escala nanométrica.

Olhando para frente, os próximos anos verão uma nova integração de análises impulsionadas por IA, automação aumentada e o desenvolvimento de ferramentas de metrologia capazes de resolução em nível atômico. Colaborações na indústria, como aquelas lideradas pela SEMI e imec, estão acelerando a padronização e adoção dessas tecnologias de próxima geração. À medida que as arquiteturas dos dispositivos evoluem, a metrologia continuará a ser um facilitador crítico para a melhoria do rendimento e controle de custos, sustentando o roadmap de semicondutores até o final da década.

Principais Jogadores e Cenário Competitivo

O setor de tecnologias de metrologia de semicondutores em 2025 é caracterizado por uma competição intensa entre um pequeno número de líderes globais, cada um aproveitando P&D avançado e parcerias estratégicas para atender às crescentes demandas da fabricação de semicondutores de próxima geração. À medida que as geometrias dos dispositivos diminuem abaixo de 5nm e novos materiais são introduzidos, a necessidade de soluções de metrologia precisas e de alto rendimento nunca foi tão grande.

Principais Jogadores:

• KLA Corporation continua a ser a força dominante no mercado, oferecendo um portfólio abrangente de sistemas de metrologia, inspeção óptica e de feixe eletrônico, e análise de dados. O foco recente da KLA tem sido na detecção de defeitos impulsionada por IA e no controle de processos em linha, com investimentos significativos em plataformas de metrologia híbrida que combinam múltiplas técnicas de medição para nós avançados.
• ASML Holding, embora mais conhecida por seus sistemas de litografia, ampliou suas ofertas de metrologia, especialmente por meio da aquisição da Berliner Glas e da integração de módulos de metrologia óptica avançada em suas plataformas EUV. As soluções de metrologia da ASML são críticas para controle de sobreposição e foco na fabricação sub-3nm.
• Hitachi High-Tech Corporation é um importante fornecedor de CD-SEM (microscópio eletrônico de varredura de dimensão crítica) e sistemas de revisão de defeitos. A empresa está avançando em SEM de múltiplos feixes e análise de imagem impulsionada por IA para atender aos requisitos de rendimento e precisão das fabs de ponta.
• Carl Zeiss AG fornece ferramentas de metrologia por feixe de elétrons e íons de alta resolução, com uma forte presença tanto em ambientes de P&D quanto de produção. As colaborações recentes da Zeiss com fabricantes de chips focam na metrologia 3D para embalagem avançada e integração heterogênea.
• Onto Innovation se especializa em metrologia óptica, inspeção de macro defeitos e software de controle de processos. As últimas plataformas da empresa visam nós avançados de lógica e memória, com ênfase em ligação híbrida e aplicações 3D NAND.

Outros jogadores notáveis incluem a Tokyo Electron Limited (TEL), que integra módulos de metrologia em seus equipamentos de processo, e Thermo Fisher Scientific, um líder em microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e tomografia de sonda atômica para análise de materiais.

O cenário competitivo é ainda moldado por alianças estratégicas entre fabricantes de equipamentos e fundições de semicondutores, assim como a emergência de startups focadas em metrologia impulsionada por IA e controle de processos in-situ. À medida que a indústria avança para a fabricação em alta escala de 2nm e abaixo, a capacidade de oferecer metrologia precisa em tempo real será um diferencial chave, impulsionando a inovação e a consolidação entre os principais players do setor.

Áreas de Aplicação: Lógica, Memória e Embalagem Avançada

As tecnologias de metrologia de semicondutores são fundamentais para garantir o desempenho, rendimento e confiabilidade dos dispositivos em áreas de aplicação de lógica, memória e embalagem avançada. À medida que a indústria avança para 2025, a demanda por metrologia precisa e de alto rendimento está se intensificando, impulsionada pela adoção de nós de lógica sub-3nm, escalonamento de 3D NAND e DRAM, e integração heterogênea em embalagens avançadas.

Na fabricação de dispositivos lógicos, a transição para transistores gate-all-around (GAA) e litografia ultravioleta extrema (EUV) em 3nm e abaixo está criando novos desafios de metrologia. A medição precisa de dimensões críticas (CD), sobreposição e composição material é essencial para controlar a variabilidade e os defeitos. Fornecedores líderes, como KLA Corporation e ASML Holding, estão avançando em plataformas de metrologia óptica e de feixe eletrônico para atender a essas necessidades. A KLA, por exemplo, introduziu novos sistemas de inspeção de feixe eletrônico capazes de detectar defeitos enterrados e medir estruturas 3D complexas, enquanto a ASML integra módulos de metrologia dentro de seus scanners EUV para permitir o controle de processo em linha.

No setor de memória, a continuidade do escalonamento de 3D NAND—agora excedendo 200 camadas—e o desenvolvimento de DRAM de próxima geração requerem soluções de metrologia que podem investigar estruturas de alta razão de aspecto e filmes finos. Hitachi High-Tech Corporation e Tokyo Electron Limited estão entre as empresas que fornecem ferramentas avançadas de CD-SEM e medição de espessura de filme adaptadas para essas aplicações. A capacidade de analisar de forma não destrutiva recursos profundos e pilhas de materiais complexos está se tornando cada vez mais importante à medida que as arquiteturas de memória evoluem.

A embalagem avançada, incluindo integração 2.5D e 3D, é outra área onde a metrologia é crítica. A necessidade de inspecionar vias através de silício (TSVs), micro-bumps e interfaces de ligação híbrida está impulsionando a adoção da metrologia de raios X e acústica, assim como a inspeção óptica de alta resolução. Onto Innovation Inc. e TESCAN ORSAY HOLDING estão expandindo seus portfólios para atender a esses requisitos, oferecendo ferramentas para metrologia em nível de wafer e inspeção de defeitos em linhas de embalagem avançada.

Olhando para os próximos anos, as perspectivas para as tecnologias de metrologia de semicondutores são moldadas pela convergência de análises de dados impulsionadas por IA, controle de processos em linha e a necessidade de resoluções cada vez mais finas. Fabricantes de equipamentos estão investindo em metrologia híbrida—combinação de múltiplas técnicas de medição—e soluções in-situ para acompanhar a complexidade dos processos de lógica, memória e embalagem. À medida que as arquiteturas dos dispositivos continuam a evoluir, o papel da metrologia só crescerá em importância, sustentando a capacidade da indústria de entregar produtos semicondutores de próxima geração.

Análise Regional: América do Norte, Ásia-Pacífico, Europa e Resto do Mundo

O panorama global para tecnologias de metrologia de semicondutores em 2025 é moldado pelas prioridades estratégicas e investimentos de regiões chave: América do Norte, Ásia-Pacífico, Europa e Resto do Mundo. Cada região demonstra forças e desafios únicos, impulsionados por seus respectivos ecossistemas de fabricação de semicondutores, políticas governamentais e a presença de principais fornecedores de equipamentos de metrologia.

América do Norte continua a ser um centro crucial para a inovação em metrologia de semicondutores, ancorada pela robusta infraestrutura de P&D dos Estados Unidos e pela presença de grandes players da indústria. Empresas como KLA Corporation e Applied Materials têm sede na região, impulsionando avanços em ferramentas de controle de processos e inspeção. A Lei CHIPS e iniciativas de financiamento relacionadas do governo dos EUA devem acelerar a fabricação doméstica e a adoção de ferramentas de metrologia até 2025 e além, à medida que as fabs buscam localizar cadeias de suprimentos e melhorar os rendimentos dos processos.

Ásia-Pacífico continua a dominar a fabricação de semicondutores, respondendo pela maioria da capacidade global de fabricação de wafers. Países como Taiwan, Coreia do Sul, Japão e, cada vez mais, China, estão investindo pesadamente em soluções avançadas de metrologia para apoiar nós de ponta (3nm e abaixo). A TSMC e a Samsung Electronics estão na vanguarda, integrando sistemas de metrologia de última geração para manter rendimento e qualidade em geometrias avançadas. Empresas japonesas como Hitachi High-Tech Corporation e Tokyo Electron também são fornecedores significativos de equipamentos de metrologia e inspeção, apoiando tanto fabs domésticas quanto regionais. O impulso da China pela autossuficiência em semicondutores deve impulsionar ainda mais a demanda por ferramentas de metrologia, com empresas locais aumentando suas capacidades, embora ainda dependam de importações para os sistemas mais avançados.

Europ é caracterizada por um foco em semicondutores de especialidade e automotivos, com países como Alemanha e Países Baixos desempenhando papéis chave. ASML, com sede na Holanda, é um líder global em soluções de litografia e metrologia, fornecendo equipamentos críticos para fabs em todo o mundo. Iniciativas da União Europeia para reforçar a soberania em semicondutores provavelmente estimularão investimentos em infraestrutura de metrologia, particularmente para embalagem avançada e integração heterogênea.

Resto do Mundo, incluindo Israel e Cingapura, está se destacando como nodos importantes na cadeia de valor global de semicondutores. Essas regiões estão investindo em P&D e linhas piloto, muitas vezes em colaboração com fornecedores de equipamentos multinacionais, para aprimorar suas capacidades de metrologia e atrair projetos de fabricação avançada.

Olhando para o futuro, a demanda por tecnologias de metrologia precisas e de alto rendimento se intensificará em todas as regiões à medida que as geometrias dos dispositivos diminuem e a complexidade dos processos aumenta. O suporte das políticas regionais, a localização das cadeias de suprimentos e a corrida pela liderança tecnológica continuarão a moldar o cenário competitivo para a metrologia em semicondutores até 2025 e nos anos seguintes.

Desafios e Barreiras: Fatores Técnicos, Econômicos e da Cadeia de Suprimentos

O setor de metrologia de semicondutores enfrenta uma complexa gama de desafios e barreiras à medida que se adapta às exigências da fabricação avançada em 2025 e além. Fatores técnicos, econômicos e da cadeia de suprimentos estão convergindo para moldar o cenário das tecnologias de metrologia, que são críticas para o controle de processos e melhoria do rendimento na fabricação de semicondutores.

Desafios Técnicos: A miniaturização contínua dos dispositivos semicondutores, com nós de ponta em 3nm e abaixo, elevou os requisitos de metrologia a níveis sem precedentes de precisão e sensibilidade. Ferramentas de metrologia óptica tradicionais estão alcançando seus limites físicos, especialmente para medir características com altas razões de aspecto e estruturas 3D complexas, como transistores gate-all-around (GAA) e dispositivos de memória avançada. Isso levou à adoção de novas técnicas, incluindo metrologia de raios X e baseadas em elétrons, bem como abordagens híbridas que combinam múltiplas modalidades de medição. No entanto, a integração dessas ferramentas avançadas em ambientes de fabricação de alto volume continua a ser um obstáculo significativo devido às limitações de rendimento e à necessidade de análise de dados automatizada e robusta.

Barreiras Econômicas: O custo de desenvolver e implantar equipamentos de metrologia de próxima geração está aumentando rapidamente. Fornecedores líderes, como KLA Corporation, ASML e Hitachi High-Tech Corporation, estão investindo pesadamente em P&D para atender às necessidades de metrologia de nós sub-3nm, mas a intensidade de capital desses esforços é uma barreira para players menores e novos entrantes. Além disso, a crescente complexidade das soluções de metrologia geralmente requer colaboração próxima entre os fornecedores de ferramentas e os fabricantes de semicondutores, concentrando ainda mais o poder de mercado entre algumas poucas empresas dominantes.

Fatores da Cadeia de Suprimentos: A cadeia de suprimentos global de semicondutores continua vulnerável a interrupções, conforme destacado por tensões geopolíticas recentes e escassez de materiais. Fabricantes de ferramentas de metrologia dependem de componentes altamente especializados, como ópticas avançadas, detectores e sistemas de movimento de precisão, que muitas vezes são provenientes de um número limitado de fornecedores. Qualquer gargalo nessa cadeia de suprimentos pode atrasar a entrega das ferramentas e impactar os cronogramas de aumento de produção das fabs. Empresas como Carl Zeiss AG desempenham um papel crucial em fornecer componentes ópticos de alta precisão para sistemas de metrologia e litografia, sublinhando a interdependência dentro do ecossistema.

Perspectivas: Nos próximos anos, espera-se que a indústria de semicondutores intensifique seu foco na inovação em metrologia, com aumento dos investimentos em análises de dados impulsionadas por IA e soluções de medição em linha e em tempo real. No entanto, superar as barreiras técnicas, econômicas e da cadeia de suprimentos exigirá esforços coordenados em toda a cadeia de valor, incluindo iniciativas de padronização e parcerias estratégicas entre fabricantes de equipamentos, fornecedores de materiais e fabricantes de dispositivos.

Normas Emergentes e Desenvolvimentos Regulatórios

O panorama das tecnologias de metrologia de semicondutores está passando por uma transformação significativa em 2025, impulsionada pela miniaturização rápida de dispositivos, integração de materiais heterogêneos e crescente complexidade de embalagens avançadas. À medida que a indústria se aproxima do nó de 2 nm e explora transistores gate-all-around (GAA), a necessidade de soluções de metrologia precisas, confiáveis e padronizadas nunca foi tão grande. Em resposta, tanto órgãos de normas internacionais quanto líderes da indústria estão moldando ativamente novas estruturas e diretrizes regulatórias para garantir a precisão da medição, interoperabilidade e integridade dos dados em toda a cadeia de suprimentos global.

A organização SEMI continua a desempenhar um papel fundamental no desenvolvimento e atualização de normas para a metrologia de semicondutores. Em 2025, os Comitês de Normas da SEMI para a América do Norte e Internacional estão focados em harmonizar protocolos para metrologia de dimensão crítica (CD), metrologia de sobreposição e inspeção de defeitos, particularmente para litografia EUV e estruturas 3D avançadas. Essas normas são essenciais para garantir que as ferramentas de metrologia de diferentes fornecedores possam ser avaliadas e integradas perfeitamente em ambientes de fabricação de alto volume.

Enquanto isso, a Associação de Indústrias de Eletrônicos e Tecnologia da Informação do Japão (JEITA) e a VDMA (Associação da Indústria de Engenharia Mecânica da Alemanha) estão colaborando com a SEMI e outros órgãos regionais para alinhar normas de metrologia globalmente, abordando desafios como compartilhamento de dados transfronteiriço, calibração de equipamentos e rastreabilidade. Essa cooperação internacional é especialmente importante à medida que as cadeias de suprimentos de semicondutores se tornam mais distribuídas e a análise regulatória sobre segurança de dados e controles de exportação se intensifica.

No front regulatório, governos nos Estados Unidos, na União Europeia e na Ásia Oriental estão cada vez mais exigindo conformidade com protocolos padrão de metrologia como parte de iniciativas de política de semicondutores mais amplas. Por exemplo, a Lei CHIPS dos EUA e a Lei de Chips da União Europeia incluem disposições para investimentos em infraestrutura de metrologia e o estabelecimento de estruturas de medição seguras e padronizadas para apoiar a fabricação e P&D domésticas. Essas políticas devem acelerar a adoção de ferramentas de metrologia de próxima geração e impulsionar mais inovações em áreas como controle de processos em linha, análise avançada de defeitos impulsionada por IA e caracterização de materiais avançados.

Olhando para o futuro, as perspectivas para normas e regulamentos de metrologia de semicondutores são de crescente convergência e sofisticação. À medida que os principais fabricantes de equipamentos, como KLA Corporation, ASML e Hitachi High-Tech Corporation, continuam a introduzir novas plataformas de metrologia, a estreita colaboração com órgãos de normas e agências regulatórias será crítica para assegurar que essas inovações se traduzam em soluções robustas, escaláveis e globalmente aceitas para a indústria de semicondutores.

Parcerias Estratégicas, Fusões e Aquisições, e Tendências de Investimento

O setor de metrologia de semicondutores está passando por uma fase dinâmica de parcerias estratégicas, fusões e aquisições (M&A) e investimentos direcionados à medida que a indústria se adapta à crescente complexidade de nós avançados, integração heterogênea e à proliferação de aplicações de IA e automotivas. Em 2025, essas tendências são impulsionadas pela necessidade de controle de processos mais preciso, tempo de mercado mais rápido e integração da metrologia com análises de dados e IA.

Principais líderes da indústria, como KLA Corporation, ASML Holding e Hitachi High-Tech Corporation, continuam a expandir seus portfólios de metrologia tanto por meio de P&D orgânica quanto de aquisições estratégicas. Por exemplo, a KLA, um player dominante em controle de processos e metrologia, tem um histórico de aquisição de startups inovadoras e empresas estabelecidas para reforçar sua capacidade em inspeção óptica e de feixe eletrônico, bem como em metrologia in-situ. Nos últimos anos, a KLA se concentrou na integração de análises impulsionadas por IA em suas soluções de metrologia, muitas vezes por meio de parcerias com empresas de software e dados.

A ASML, mais conhecida por seus sistemas de litografia, também aprofundou seu envolvimento em metrologia por meio da aquisição e parceria com empresas especializadas em litografia computacional e controle de processos. A aquisição do Berliner Glas Group pela ASML em 2020, por exemplo, fortaleceu sua posição na componentes de metrologia óptica, e a empresa continua a investir em P&D relacionada à metrologia para apoiar seu roadmap EUV.

Enquanto isso, Onto Innovation—formada pela fusão da Nanometrics e da Rudolph Technologies—tem investido ativamente em novas plataformas de metrologia para embalagem avançada e integração heterogênea, áreas que estão vendo crescimento rápido devido à demanda de mercados de IA e computação de alto desempenho. Os projetos colaborativos da Onto Innovation com fundições líderes e OSATs (Testes e Montagens de Semicondutores Terceirizados) devem intensificar-se até 2025 e além.

Empresas japonesas como Hitachi High-Tech Corporation e a Keyence Corporation também estão expandindo seu alcance global por meio de investimentos diretos e joint ventures, particularmente na região da Ásia-Pacífico, que continua sendo um polo de expansão da fabricação de semicondutores.

Olhando para o futuro, os próximos anos devem ver uma consolidação contínua à medida que a metrologia se integra mais intimamente ao equipamento de processos e a fabricação orientada por dados se torna a norma. Alianças estratégicas entre especialistas em metrologia e fabricantes de equipamentos, assim como investimentos em IA e aprendizado de máquina para detecção de defeitos e otimização de processos, serão centrais para manter a competitividade. As perspectivas do setor são robustas, com fluxos de capital e colaborações transfronteiriças previstos para acelerar a inovação e apoiar a escalabilidade de tecnologias semicondutoras de próxima geração.

Perspectivas Futuras: Oportunidades, Interrupções e Impacto de Longo Prazo

As perspectivas futuras para as tecnologias de metrologia de semicondutores em 2025 e nos anos seguintes são moldadas pela pressão incessante em direção a nós menores, embalagem avançada e integração heterogênea. À medida que a indústria se aproxima do nó de processo de 2 nm e explora transistores gate-all-around (GAA), a demanda por metrologia precisa e de alto rendimento está se intensificando. Os principais fabricantes de equipamentos, como KLA Corporation, ASML e Hitachi High-Tech Corporation, estão investindo pesadamente em plataformas de metrologia de próxima geração que aproveitam inteligência artificial, aprendizado de máquina e inspeção multimodal para enfrentar esses desafios.

Oportunidades abundam na integração de técnicas de metrologia óptica, de feixe eletrônico e de raios X. A metrologia híbrida, que combina dados de múltiplos tipos de ferramentas, está ganhando força por sua capacidade de fornecer insights mais ricos e acionáveis sobre estruturas 3D complexas e novos materiais. KLA Corporation está avançando em soluções de metrologia híbrida que possibilitam a medição simultânea de dimensões críticas, superposição e composição material, apoiando a transição da indústria para nós avançados e arquiteturas 3D NAND.

Interrupções são esperadas à medida que novas arquiteturas de dispositivos, como FETs GAA e chiplets, introduzem novos requisitos de metrologia. A mudança para embalagem avançada—como integração 2.5D e 3D—exige inspeções não destrutivas e de alta resolução de vias através de silício (TSVs), micro-bumps e interconexões. ASML, conhecida por sua liderança em litografia, está expandindo seu portfólio de metrologia para abordar o controle de sobreposição e dimensões críticas no nível de ultravioleta extrema (EUV), que é essencial para a redução de defeitos e melhoria de rendimento em nós sub-5 nm.

A longo prazo, a convergência da metrologia com análises de dados e controle de processos deve transformar a fabricação de semicondutores. Dados de metrologia em tempo real e em linha irão, cada vez mais, se integrar a sistemas de controle de processos avançados (APC), permitindo manutenção preditiva, otimização de rendimento e adoção mais rápida da produção em volume. Hitachi High-Tech Corporation está desenvolvendo ferramentas de microscopia eletrônica e espectroscopia com análises impulsionadas por IA para acelerar a análise de causas de defeitos e o aprendizado de processos.

À medida que a indústria enfrenta uma crescente complexidade, o papel da metrologia se expandirá de garantia de qualidade para um facilitador central de inovação e competitividade. Os próximos anos verão uma colaboração contínua entre fornecedores de equipamentos, fundições e fabricantes de dispositivos integrados para co-desenvolver soluções de metrologia adaptadas às tecnologias de dispositivos emergentes e paradigmas de fabricação.

Fontes e Referências

• KLA Corporation
• ASML Holding
• Hitachi High-Tech Corporation
• Thermo Fisher Scientific
• Bruker Corporation
• imec
• Carl Zeiss AG
• Onto Innovation
• Japan Electronics and Information Technology Industries Association (JEITA)
• VDMA