MERCADO DO MICROSCóPIO DA FORçA ATôMICA SIZE AND SHARE ANALYSIS - GROWTH TRENDS AND FORECASTS (2024-2031)

Mercado do microscópio da Força Atômica Size and Trends

Estima-se que o mercado de microscópio de força atômica seja avaliado em USD 602.4 Mn em 2024 e é esperado alcançar 837.6 Mn por 2031, crescimento em uma taxa de crescimento anual composto (CAGR) de 4,8% de 2024 a 2031.

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Espera-se que o mercado de microscópio de força atômica testemunhe uma tendência de crescimento positivo durante o período de previsão. Espera-se que a crescente indústria de semicondutores e eletrônicos e o aumento do uso do microscópio de força atômica no setor de saúde conduza o mercado. Além disso, o foco crescente no desenvolvimento de microscópios de alta resolução para aplicações, como detecção de patógenos, mapeamento de proteínas e biologia celular, é esperado para apoiar o crescimento do mercado de microscópios de força atômica durante o período de previsão. No entanto, o alto custo dos microscópios de força atômica é um fator importante que pode dificultar o crescimento do mercado durante o período de análise.

Aumento da demanda da indústria de semicondutores e eletrônicos

Espera-se que a crescente demanda da indústria de semicondutores e eletrônicos seja um dos principais impulsionadores do crescimento do mercado de microscópios de força atômica ao longo do período de previsão. Os microscópios de força atômica surgiram como uma ferramenta crítica para obter insights nanoscale em vários materiais e superfícies usados na fabricação de semicondutores e componentes eletrônicos. Estes microscópios permitem aos fabricantes examinar e analisar defeitos microscópicos, bem como medir a espessura e a rugosidade superficial dos materiais de película fina em uma resolução sem precedentes.

Dada a crescente miniaturização e integração de componentes eletrônicos, os fabricantes estão sob pressão constante para melhorar os processos de produção, detectar falhas e garantir o controle de qualidade no nanonível. Os microscópios de força atômica fornecem caracterização precisa de materiais de próxima geração, como grafeno e materiais 2D que estão revolucionando a indústria de semicondutores. Vários jogadores da indústria empregam extensivamente a AFM para avaliar novas propriedades materiais, obter controle de qualidade sobre a fabricação e permitir o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos mais poderosos e eficientes em energia. Além disso, avanços contínuos na electrónica de consumo e proliferação de Dispositivos de IoT também aumentaram a demanda por chips mais poderosos ainda menores e eficientes. Isso tem impulsionado significativamente o uso de microscopia de força atômica em R&D, bem como instalações de produção de fabricantes de chips e eletrônicos.

Por exemplo, a Hitachi High-Tech Corporation, uma fornecedora de soluções de nanotecnologia, oferece a AFM5300E que atende às necessidades da indústria de semicondutores, permitindo a medição AFM em ambientes de vácuo, juntamente com medições de eletromagnetismo de alta resolução e observação de distribuição de dopante.

Market Concentration and Competitive Landscape

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A adoção crescente da microscopia da força atômica no campo da nanotecnologia e da ciência dos materiais é outro fator chave que impulsiona o crescimento do mercado do microscópio da força atômica. Ao longo dos últimos anos, a nanotecnologia surgiu como uma das mais importantes novas tecnologias de finalidade geral com aplicações generalizadas em várias indústrias de uso final, incluindo saúde, energia, fabricação e bens de consumo. Seja desenvolvendo novos materiais com propriedades ópticas, elétricas ou mecânicas adaptadas ou criando dispositivos e sistemas com novas funcionalidades, a nanotecnologia depende fortemente da microscopia de força atômica para caracterização e análise na escala atômica.

AFM fornece resoluções inigualáveis para visualizar estruturas tão pequenas quanto os átomos individuais, recolher informações topográficas sobre nano superfícies e até mesmo manipular a matéria na nanoescala. Tem, portanto, se tornar indispensável para a pesquisa associada com nanotubos de carbono, nanopartículas, Sequenciamento de DNA bem como desenvolver novos dispositivos biomédicos. AFM também encontra uso extensivo em vários processos de nanofabricação para controlar tamanhos de recursos, profundidades de etch e uniformidade durante as etapas de gravação e litografia.

Por exemplo, Oxford Instruments Asylum Research oferece Cypher VRS1250 microscópio de força atômica de taxa de vídeo (AFM). Sua maior velocidade permitirá aos pesquisadores capturar detalhes nanoescala de eventos dinâmicos que foram anteriormente inacessíveis, incluindo reações bioquímicas, auto-montagem molecular 2D e processos de etch e de dissolução e muito mais.

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Um dos principais desafios para o mercado de microscópio de força atômica é o alto custo de compra de microscópios de força atômica. Como os sistemas AFM são altamente complexos e usam tecnologias avançadas de nanoescala, seus preços podem ser proibitivos para muitos pequenos laboratórios e instituições de pesquisa. Além disso, operar e manter AFMs requer conhecimento especializado e pessoal treinado. Isso aumenta os custos de utilização. Além disso, as oportunidades em determinadas áreas de aplicação permanecem inexploradas à medida que as AFM não podem imaginar ou caracterizar amostras em ambientes líquidos ou gasosos.

Oportunidades de mercado: Aumentar os investimentos de R&D em semicondutores e nanomateriais

A crescente demanda por nanotecnologia e aumento de investimentos em R&D em aplicações como semicondutores, nanomateriais e armazenamento de energia estão impulsionando mais adoção de AFMs. Além disso, a capacidade de AFM adquirir informações topográficas 3D até o nível atômico com a preparação mínima da amostra levou a muitos novos usuários de indústrias como a ciência material.

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Estima-se que a classe industrial AFM contribua para a maior parte de 61,4% em 2024 no mercado devido à crescente demanda das indústrias de fabricação. Os microscópios de força atômica de grau industrial são projetados para lidar com tarefas de metrologia industrial de rotina em ambientes de fabricação. Eles oferecem alta estabilidade, repetibilidade e precisão necessárias para caracterizar superfícies, medir a espessura e avaliar os processos de produção. A crescente necessidade de caracterização de nanoescala em diversas configurações industriais, como fabricação de semicondutores, fabricação de mídia de armazenamento de dados e produção de equipamentos de energia renovável é um driver chave para o crescimento do segmento.

Categoria industrial As AFM são adequadas para realizar medições de alto volume, pois apresentam designs ergonômicos e interfaces de software fáceis de usar para operadores não especializados. Além disso, sua construção robusta e durável permite suportar variações de vibração e temperatura comuns em instalações de produção. Os principais fabricantes também estão oferecendo recursos avançados de imagem no local integrados com AFMs industriais para permitir a inspeção em tempo real na linha sem parar a produção.

As complexidades crescentes na fabricação nano-escala trazem mais oportunidades para a adoção de AFMs industriais. Sua capacidade de conduzir controle de qualidade de alta resolução nas primeiras etapas ajuda a melhorar os rendimentos e reduzir custosos retrabalhos mais para baixo a linha de montagem. Isso melhora a otimização do processo e a garantia da qualidade. Com nanotecnologia encontrando aplicações crescentes, espera-se que a demanda por equipamentos de metrologia capazes de caracterizar superfícies em nanoescala em ambientes industriais conduza o segmento AFM de grau industrial.

Por exemplo, a Anton Paar GmbH, fabricante de instrumentos de laboratório e sistemas de medição de processos, oferece o microscópio de força atômica ToscaTM 400. Este produto high-end mede propriedades nano-surface e foi especialmente projetado para usuários industriais.

Insights, por Aplicação - Semicondutores e segmento eletrônico tem sido uma das principais áreas de aplicação para microscópios de força atômica

Estima-se que semicondutores e eletrônicos contribuam para a maior parte de 34,2% em 2024 no mercado devido ao papel crítico no desenvolvimento e fabricação de dispositivos. O segmento de semicondutores e eletrônicos tem sido uma das principais áreas de aplicação para microscópios de força atômica. A capacidade de superfícies de imagem não destrutivas na resolução atômica ou molecular torna as AFMs vitais para o escalonamento contínuo do dispositivo na fabricação de semicondutores.

Durante a pesquisa e desenvolvimento, a AFMs ajuda a caracterizar novos materiais e a obter informações sobre propriedades de superfície nas dimensões mais pequenas. Isso ajuda em dispositivos de engenharia com densidades de integração mais apertadas. Além disso, sua aplicação se estende à análise de falha onde a AFM desempenha um papel importante na identificação de causa raiz de defeitos.

As AFM também encontram uso generalizado em áreas de fabricação de chips, incluindo inspeção de máscara de litografia, monitoramento de processos e controle de qualidade. Sendo uma técnica sem contato, eles não danificam superfícies frágeis e são capazes de caracterizar até mesmo estruturas temporárias chave para fabricar dispositivos de próxima geração.

A vasta miniaturização que ocorre na eletrônica está impulsionando o uso mais extenso de AFMs em toda a linha de fabricação do desenvolvimento de novos materiais para inspeção de wafer. Fundações de semicondutores e fabricantes de dispositivos integrados dependem da AFM para superar os desafios técnicos e reduzir os defeitos como dimensões críticas encolhem com cada novo nó de tecnologia. Isso faz com que os semicondutores e a eletrônica seja uma importante aplicação de condução para o mercado de microscópio de força atômica.

Regional Insights

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A América do Norte estabeleceu-se como o mercado regional dominante para microscópios de força atômica globalmente. A região é estimada em manter a quota de mercado de 37,2% em 2024. A presença de grandes jogadores estabelecidos como Bruker, Park Systems e WITec criou uma grande base instalada de AFMs na região ao longo dos anos. Forte financiamento para pesquisa de nanotecnologia de corpos como a National Science Foundation tem impulsionado demanda significativa dos setores de ciências da vida e ciências materiais.

Universidades e laboratórios nacionais em todos os EUA e Canadá utilizam ativamente AFMs para aplicações como detecção de vírus, medição de propriedades materiais e análise de semicondutores. Várias atualizações e expansões para as AFM existentes também foram realizadas para estudar áreas mais recentes, como materiais 2D e estruturas de dispositivos semicondutores. A disponibilidade de mão-de-obra qualificada e forte infraestrutura de pesquisa garantiram a adoção contínua de AFMs avançados.

Ásia Pacific surgiu como o mercado regional mais rápido crescimento para microscópios de força atômica nos últimos tempos. Países como China, Japão, Coreia do Sul e Índia estão testemunhando enormes investimentos em indústrias que lidam com semicondutores, energia renovável e saúde. Isso estimulou a necessidade de ferramentas de metrologia de superfície nanoscale como AFMs para aplicações em desenvolvimento de materiais, controle de qualidade e análise de falhas.

O apoio do governo ativo para a expansão do setor de fabricação e a presença de um grande número de unidades de produção OEM aumentaram a demanda da APAC. Além disso, baixo custo de operações e disponibilidade de AFM de baixo custo adequado para educação e treinamento de fabricantes chineses estão apoiando a aquisição, mesmo de organizações de pesquisa com restrição de orçamento. Líderes regionais como Park Systems (Korea) e Anasys Instruments (US) estabeleceram instalações de fabricação e vendas locais para explorar esse crescimento.

A próspera indústria de eletrônicos levou a um aumento significativo nas exportações de AFMs e peças de reposição da região para os mercados globais. Enquanto isso, as colaborações crescentes entre grandes empresas e institutos acadêmicos abriram oportunidades para projetos de pesquisa colaborativa utilizando técnicas avançadas de microscopia de força atômica. Isto está previsto para impulsionar continuamente a região Ásia-Pacífico para se tornar um grande mercado global da AFM nos próximos anos.

Market Report Scope

Key Developments

• Em janeiro de 2024, Instrumentos de Oxford A Asylum Research introduziu o Cypher ES Battery Edition, um pacote de microscópio de força atômica de última geração projetado especificamente para pesquisa de bateria inovadora
• Em junho de 2021, Sistemas de estacionamento, o fabricante mais rápido de Microscópios da Força Atômica (AFM), lançou Park FX40, a AFM autônoma, um inovador microscópio de força atômica autônoma, infundido com robótica inovadora, características de aprendizagem inteligente, mecanismos de segurança e software baseado em IA
• Em julho de 2022, a Oxford Instruments Asylum Research anunciou o lançamento do novo microscópio de força atômica Cypher L (AFM). O Cypher L é projetado para pesquisadores que precisam de recursos principais da AFM em mercados de pesquisa, incluindo polímeros, materiais 2D, tecnologia quântica e armazenamento de energia.
• Em abril de 2021, a Oxford Instruments Asylum Research anunciou o lançamento do novo microscópio de força atômica de taxa de vídeo Cypher VRS1250 (AFM). Duas vezes mais rápido que o Cypher VRS de primeira geração, o novo AFM permite taxas de digitalização até 1.250 linhas / segundo e taxas de quadros até 45 quadros / segundo.

*Definição: O mercado de microscópio de força atômica envolve a venda de microscópios de força atômica e produtos e serviços relacionados. Os microscópios de força atômica utilizam uma sonda ou ponta afiada que é trazida muito perto ou em contato com um espécime para medir forças extremamente pequenas entre a sonda e a superfície do espécime. Isso permite visualização, manipulação e medição de fenômenos na nanoescala. O mercado consiste em vários tipos de microscópios de força atômica para aplicações em pesquisa de nanotecnologia, semicondutores, ciência dos materiais e indústrias biomédicas.

Market Segmentation

• (Insights, USD MN, 2019 - 2031)
  • Categoria industrial AFM
  • Pesquisa-Grade AFM
• (Insights da aplicação, USD MN, 2019 - 2031)
  • Ciência dos Materiais
  • Ciências da Vida
  • Semicondutores e Eletrônica
  • Académicos
  • Outros
• (Insights regionais, USD MN, 2019 - 2031)
  • América do Norte
    • EUA.
    • Canadá
  • América Latina
    • Brasil
    • Argentina
    • México
    • Resto da América Latina
  • Europa
    • Alemanha
    • U.K.
    • Espanha
    • França
    • Itália
    • Rússia
    • Resto da Europa
  • Ásia Pacífico
    • China
    • Índia
    • Japão
    • Austrália
    • Coreia do Sul
    • ASEAN
    • Resto da Ásia Pacífico
  • Oriente Médio e África
    • GCC Países
    • Israel
    • Resto do Oriente Médio e África
• Insights dos principais jogadores
  • Bruker
  • Semilab Inc.
  • Instrumentos de Oxford
  • Anton Paar
  • Attocube Systems AG
  • Novascan Technologies, Inc.
  • Nanosurf AG
  • Nanonics Imagens Ltd
  • Instrumentos Nanomagnéticos
  • NT-MDT Instrumentos de espectro
  • Centro de Tecnologias Avançadas
  • Sistemas de estacionamento
  • Hitachi Altas Tecnologias Corpão
  • HORIBA
  • Oficina AFM
  • CSInstrumentos
  • Tecnologias de Chave
  • Tokyo Instruments, Inc.