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2.5D&3D半導体パッケージングの世界市場 - 成長、トレンド、COVID-19の影響、予測(2022年 - 2027年)


Global 2.5D & 3D Semiconductor Packaging Market - Growth, Trends, COVID-19 Impact, and Forecasts (2022 - 2027)

世界の2.5D&3D半導体パッケージング市場は、予測期間(2022-2027年)に16.2%のCAGRを記録すると予測されています。5G、AI、ハイパフォーマンスコンピューティングの世界進出が進む中、2.5D & 3Dパッケージング... もっと見る

 

 

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Mordor Intelligence
モードーインテリジェンス
2022年6月1日 US$4,750
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サマリー

世界の2.5D&3D半導体パッケージング市場は、予測期間(2022-2027年)に16.2%のCAGRを記録すると予測されています。5G、AI、ハイパフォーマンスコンピューティングの世界進出が進む中、2.5D & 3Dパッケージング技術によって実現される性能向上、低レイテンシ、帯域幅拡大、電力効率を実現する半導体デバイスへの需要が高まっています。近年、2.5D&3Dは、極めて高い実装密度と高いエネルギー効率を達成できることから、理想的なチップレット集積プラットフォームとして脚光を浴びています。

主な特徴
自動車、家電など様々な産業で様々な半導体ICが使用されています。例えば、IoTや人工知能(AI)の登場や高機能な電子機器の普及により、家電や自動車業界全体でハイエンドアプリケーション分野が牽引されています。パッケージングはエレクトロニクスのバリューチェーンの初期段階であるため、研究対象市場の成長は半導体市場の成長に直接影響されます。
2.5D & 3D IC パッケージングには、超高密度配線、超高 I/O 密度、同種/異種メモリ、電源、光学系の統合、デカップリングコンデンサやアクティブデバイスを内蔵できるインターポーザ、自動車の要件を満たすパッケージ信頼性など、いくつかの利点があります。
半導体の用途が拡大する中、CMOSの微細化の遅れやコスト上昇により、ICパッケージの進化に頼らざるを得なくなっています。3D積層技術は、AI、機械学習、データセンターなどのアプリケーションの要求性能を満たす有利なソリューションとして登場しました。したがって、高性能コンピューティングアプリケーションのニーズの高まりは、予測期間にわたって3D-TSV(Through Silicon Via)市場を牽引します。
さらに、COVID-19のようなパンデミックは、将来的にそのような危機に取り組むための高度な医療機器や装置の製造を促進すると予想されます。例えば、2021年にGEヘルスケアは、COVID-19患者の治療という継続的な課題に対応するために、CT、超音波装置、モバイルX線システム、患者モニター、人工呼吸器などの医療機器の製造能力を増強すると発表しました。2.5D&3D半導体パッケージは、医療産業において多くのアプリケーションを持つため、医療機器製造の普及が市場成長の原動力になると予想されます。
しかし、初期投資の高さと半導体IC設計の複雑化が、市場の進化を抑制することが予想されます。


主な市場動向

コンシューマーエレクトロニクス部門が大きなシェアを占める見込み


コンシューマーエレクトロニクスは、半導体ベンダーにとって主要なエンドユーザー産業の1つです。スマートフォン産業の成長、スマートデバイスやウェアラブルの採用拡大、スマートホームなどのアプリケーションにおけるコンシューマー向けIoTデバイスの普及拡大が、調査対象セグメントの成長を促進する重要な要因となっています。例えば、エリクソンによると、世界のスマートフォン契約数は2020年に5億924万件、2021年には6億5,900万件となりました。2022年には6億567万件、2027年には7億6,000万件に達すると予測されています。
家電業界では、より高い電力損失、より速い速度、より多くのピン数、より小さなフットプリント、より低いプロファイルが求められています。半導体の小型化・高集積化により、より小型・軽量で携帯性に優れたデバイスが誕生しています。コンシューマーエレクトロニクス製品は、新しい世代になるごとに、より革新的で軽量、かつエネルギー効率に優れた製品が登場しています。このことは、次の世代に対する顧客の大きな期待を生み、家電メーカーにとって大きなセールスポイントとなっている。2.5D & 3D半導体パッケージング技術は、コンシューマエレクトロニクス市場の複雑で進化するニーズを満たす役割を担っています。
5Gスマートフォン、バイオセンサー、より多くのAI機能などのトレンドにより、2022年にはスマートフォンの売上が増加することが予想されます。また、5Gスマートフォンの展開により、ワイヤレスデータ通信の帯域幅、レイテンシー、接続デバイスの密度が大幅に強化されるでしょう。さらに、スマートウォッチやスマートスピーカーなどの市場は、高度な半導体コンポーネントの助けを借りて、機能数や特徴を増加させることにより、近年、大規模な人気を獲得しています。そのため、Wi-FiやBluetoothチップの需要が急増しています。
さらに、ゲーム機市場の拡大とゲーム機製品の進化により、この分野の市場規模はさらに拡大しています。この4~5年の間に、ゲーム機はハイテク機器となり、ソニー、マイクロソフト、任天堂などの企業は、現在の第8世代ゲーム機に到達するために、ますます製品開発に投資するようになっています。
現在、これらの製品には、ブルーレイ、モーションセンサー、VR、4KやHD品質のビデオ、オンライン機能などの高い技術が活用されています。したがって、これらのアプリケーションには、高度な基板と付加機能を備えたチップが必要であり、調査対象市場のベンダーがこのセグメントに投資する動機付けとなっています。このような開発は、調査対象市場の成長に有利な機会を提供します。


アジア太平洋地域は高い市場成長率が見込まれる


アジア太平洋地域は、人口増加、可処分所得の増加、都市化の進展などの要因から、スマートフォンの普及率が高まり、世界最大のモバイル市場の1つとなっています。例えば、工業情報化省(MIIT)によると、2020年と2021年の中国の人口100人当たりの携帯電話契約数はそれぞれ約112と116です。この地域におけるスマートフォンの普及率の向上は、調査対象市場の重要な成長ドライバーとなっています。
メモリは、モビリティ、クラウドコンピューティング、AI、IoTなどの重要なメガトレンドに後押しされた、現代のデータ中心社会における重要な市場である。中国製メモリの立ち上がり、フリップチップDRAMの成長、3Dスタッキング技術は、パッケージングプレーヤーにとって重要な機会を解き放ちます。
さらに、この地域は、小型化された回路に対する需要の増加と、確立された半導体製造会社、OEM、ODMの存在により、急速な成長を目撃すると予測されます。
さらに、この地域の国々は、自国のニーズを優先したサプライチェーンの再編に着手しており、激しい競争にも強い状況となっています。また、外的なショックで揺らぐことのないよう、国内産業のエコシステムをさらに強化するための先行投資も行っています。
例えば、2021年5月、韓国は今後10年間で4,500億米ドルを投じて、新たな半導体製造能力を整備する計画を発表しました。半導体は韓国の最大の輸出品であり、そのほとんどがメモリ製品(DRAMやNANDフラッシュメモリ)である。新計画は、韓国の先進的なロジックチップ製造能力を強化することを目的としています。


競争環境

世界の2.5Dおよび3D半導体パッケージング市場は、ASEグループ、Amkor Technology Inc.などの主要企業が存在するため、断片的な市場となっています。Ltd. (SPIL)など、さまざまなプレイヤーが存在しています。市場参加者は、市場での存在感を維持するために、先進的で包括的な製品を革新する義務を常に負っています。


2021年6月 - 台湾の著名な半導体ファウンドリであるTSMCは、日本の科学都市つくばに研究開発センターを設立し、日本のサプライヤーと協力して3D ICパッケージ材料を開発する計画を発表した。2021年5月、日本の経済産業省とその下部組織である産業技術総合研究所は、20社以上の日本企業がTSMCジャパンの3D IC研究開発センターと連携することを発表した。
2021年7月 シンガポールの科学技術研究庁(A*STAR)のマイクロエレクトロニクス研究所(IME)は、システムインパッケージ(SiP)コンソーシアムを形成するため、業界の主要企業4社と協力すると発表した。IMEは、旭化成、GLOBALFOUNDRIES、Qorvo、東レと共同で、半導体業界の課題である5Gアプリケーションに対応できる異種チップレット統合用の高密度SiPを開発する予定です。新しく設立されたコンソーシアムは、IMEのFOWLP/2.5D/3Dパッケージングに関する専門知識を活用します。


その他のメリット

市場推定(ME)シート(Excel形式
3ヶ月間のアナリストサポート

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目次

1 Introduction
1.1 Study Assumption And Market Defination
1.2 Scope of the study

2 RESEARCH METHODOLOGY
2.1 Research Framework
2.2 Secondary Research
2.3 Primary Research
2.4 Primary Research Approach And Key Respondents
2.5 Data Triangulation And Insight Generation

3 EXECUTIVE SUMMARY

4 MARKET INSIGHTS
4.1 Market Overview
4.2 Industry Attractiveness - Porter's Five Forces Analysis
4.2.1 Bargaining Power Of Suppliers
4.2.2 Bargaining Power Of Buyers
4.2.3 Threat Of New Entrants
4.2.4 Threat Of Substitutes
4.2.5 Intensity Of Competitive Rivalry
4.3 Value Chain Analysis
4.4 Assessment of the Impact of Covid-19 on the Market

5 MARKET DYNAMICS
5.1 Market Drivers
5.1.1 Growing Consumption of Semiconductor Devices Across Several Industries
5.1.2 Increasing demand for compact, high functionality electronic devices
5.2 Market Restraints
5.2.1 High Initial Investment and Increasing Complexity of Semiconductor IC Designs
5.3 Opportunities
5.3.1 Growing Adoption of High-End Computing, Servers, and Data Centers

6 MARKET SEGMENTATION
6.1 By Packaging Technology
6.1.1 3D Wafer-Level Chip-Scale Packaging (WLCSP)
6.1.2 3D TSV
6.1.3 2.5D
6.2 By End-User Industry
6.2.1 Consumer Electronics
6.2.2 Aerospace and Defense
6.2.3 Medical Devices
6.2.4 Communications and Telecom
6.2.5 Automotive
6.2.6 Others
6.3 By Geography
6.3.1 North America
6.3.2 Europe
6.3.3 Asia-Pacific
6.3.4 Latin America
6.3.5 Middle East & Africa

7 COMPETITIVE LANDSCAPE
7.1 Company Profiles
7.1.1 ASE Group
7.1.2 Amkor Technology Inc.
7.1.3 Intel Corporation
7.1.4 Samsung Electronics Co. Ltd
7.1.5 Siliconware Precision Industries Co. Ltd (SPIL)
7.1.6 Powertech Technology Inc.
7.1.7 Jiangsu Changjiang Electronics Technology Co. Ltd.
7.1.8 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited
7.1.9 GlobalFoundries
7.1.10 Powertech Technology Inc.
7.1.11 Tezzaron Semiconductor Corp.

8 INVESTMENT ANALYSIS

9 FUTURE OF THE MARKET

 

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Summary

The Global 2.5D & 3D Semiconductor Packaging Market is expected to register a CAGR of 16.2% during the forecast period (2022-2027). As 5G, AI, and high-performance computing continue to make inroads into the world, there's an escalating demand for semiconductor devices that deliver enhanced performance, lower latency, increased bandwidth, and power efficiency, achieved by 2.5D & 3D packaging technologies. In recent years, 2.5D & 3D has gained momentum as an ideal chiplet integration platform due to their merits in attaining extremely high packaging density and high energy efficiency.

Key Highlights
Various semiconductor ICs are being deployed in multiple industries such as automotive, consumer electronics, and others. For instance, the advent of IoT and artificial intelligence (AI) and the proliferation of sophisticated electronics are driving the high-end application segment across the consumer electronics and automotive industries. As Packaging is an early stage in the electronics value chain, the growth of the market studied is directly impacted by the semiconductor market's growth.
There are several advantages of applying 2.5D & 3D IC Packaging, including Ultra-high routing density, Ultra-high I/O density, Homogeneous/heterogeneous memory, power and optics integration, Interposer capable of embedding decoupling capacitor or active devices feasible, package reliability to meet automotive requirements, etc.
As the semiconductor applications are expanding, the slowdown in CMOS scaling and escalating costs have forced the industry to rely on IC packaging advancement. 3D stacking technologies have emerged as lucrative solutions that meet the required performance of applications like AI, machine learning, and data centers. Therefore, the growing need for high-performance computing applications drives the 3D-TSV (Through Silicon Via) market over the forecast period.
Further, a pandemic like COVID-19 is anticipated to fuel the manufacturing of advanced medical devices and equipment to tackle such crises in the future. For instance, in 2021, GE Healthcare announced that it would increase its manufacturing capacity for medical equipment, including CTs, ultrasound devices, mobile X-ray systems, patient monitors, and ventilators, to cater to the ongoing challenge of treating COVID-19 patients. Since the 2.5D & 3D Semiconductor Packaging has numerous applications in the medical industry, the proliferation of medical equipment manufacturing is expected to drive market growth.
However, the high Initial Investment and Increasing Complexity of Semiconductor IC Designs are expected to restrain the evolution of the market.


Key Market Trends

The Consumer Electronics Segment is Expected to Hold a Major Market Share


Consumer electronics is one of the primary end-user industries for semiconductor vendors. Growth in the smartphone industry, increasing adoption of smart devices and wearables, and increasing penetration of consumer IoT devices in applications like smart homes are significant factors driving the growth of the studied segment. For instance, according to Ericsson, worldwide smartphone subscriptions were 5924 million in 2020 and 6259 million in 2021. It is projected to reach 6567 million in 2022 and 7690 million in 2027.
The consumer electronics industry demands higher power dissipation, faster speeds, higher pin counts, smaller footprints, and lower profiles. The miniaturization and integration of semiconductors have given rise to smaller, lighter, and more portable devices. Each new iteration of consumer electronics products is more innovative, lightweight, and energy-efficient than its predecessors. This creates enormous customer expectations for the next iteration, which is a significant selling point for the producers of consumer electronics. The 2.5D & 3D Semiconductor Packaging technologies serve to satisfy the complex and evolving needs of the consumer electronics market.
With trends like 5G smartphones, biosensors, and more AI features, the market is expected to witness increased smartphone sales in 2022. The deployment of 5G smartphones would also greatly enhance the wireless data communication bandwidth, latency, and density of connected devices. Further, markets like smartwatches and smart speakers gained massive popularity in recent years, owing to their increasing number of functionalities and features with the help of advanced semiconductor components. Thus, the demand for Wi-Fi and Bluetooth chips skyrocketed.
Moreover, the growing market for gaming consoles and increasing advancement in these products further expand the studied segment's scope. Over the 4-5 years, gaming console has become high-tech gadgets, and companies like Sony, Microsoft, and Nintendo are increasingly investing in their product development to reach the current 8th generation consoles.
Nowadays, these products utilize high technologies, including Blu-ray, motion sensing, VR, 4K and HD quality video, and online functions. Therefore, these applications need chips with an advanced substrate and added functionality, motivating the studied market vendors to invest in the segment. Such developments provide lucrative opportunities for the growth of the studied market.


The Asia Pacific Region is Expected to Witness a High Market Growth Rate


The increasing smartphone adoption rates have made Asia-Pacific one of the largest mobile markets in the world due to factors such as rising population, increasing disposable income, and growing urbanization. For instance, according to the Ministry of Industry and Information Technology (MIIT), in 2020 and 2021, there were around 112 and 116 mobile phone subscriptions per one hundred inhabitants in China, respectively. The increasing smartphone penetration rate in the region is a significant growth driver for the studied market.
Memory is a crucial market in modern data-centric societies, fueled by important megatrends, such as mobility, cloud computing, AI, and the IoT. The ramp-up of Chinese memory, the growth of flip-chip DRAM, and 3D-stacking technologies unlock significant opportunities for packaging players.
Additionally, the region is projected to witness rapid growth due to the increased demand for miniaturized circuits and the presence of established semiconductor manufacturing companies, OEMs, and ODMs.
Moreover, countries in the region have embarked on reorganizing supply chains in ways that prioritize their own needs, making them resistant to fierce competition. The region is also making preemptive investments to strengthen its domestic industry ecosystem further, so external shocks cannot shake it.
For instance, in May 2021, South Korea announced a plan to spend USD 450-billion over the next ten years on new semiconductor manufacturing capabilities. Semiconductors are Korea’s largest export, and most of it is memory products—DRAM and NAND Flash memory. The new plan aims to boost the nation’s advanced logic chip foundry capacity.


Competitive Landscape

The Global 2.5D & 3D Semiconductor Packaging Market is a fragmented market owing to the presence of various significant players like ASE Group, Amkor Technology Inc., Siliconware Precision Industries Co. Ltd (SPIL), etc. The market players are under a constant obligation to innovate advanced and comprehensive products to stay relevant in the market.


June 2021 - Taiwan's prominent semiconductor foundry, TSMC, announced its plans to establish an R&D center in Japan's science city of Tsukuba to develop 3D IC packaging materials in cooperation with its Japanese suppliers. In May 2021, Japan's Ministry of Economy, Trade, and Industry (METI) and its subsidiary organization, the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), announced that more than 20 Japanese companies would work with TSMC Japan's 3D IC R&D Center.
July 2021 - Singapore's Agency for Science, Technology, and Research (A*STAR's) Institute of Microelectronics (IME) announced a collaboration with four significant industry players to form a System-in-Package (SiP) consortium. IME would team with Asahi-Kasei, GLOBALFOUNDRIES, Qorvo, and Toray to develop high-density SiP for heterogeneous chiplets integration that can meet the semiconductor industry's challenge 5G applications. The newly formed consortium will leverage IME's FOWLP/2.5D/3D packaging expertise.


Additional Benefits:

The market estimate (ME) sheet in Excel format
3 months of analyst support



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Table of Contents

1 Introduction
1.1 Study Assumption And Market Defination
1.2 Scope of the study

2 RESEARCH METHODOLOGY
2.1 Research Framework
2.2 Secondary Research
2.3 Primary Research
2.4 Primary Research Approach And Key Respondents
2.5 Data Triangulation And Insight Generation

3 EXECUTIVE SUMMARY

4 MARKET INSIGHTS
4.1 Market Overview
4.2 Industry Attractiveness - Porter's Five Forces Analysis
4.2.1 Bargaining Power Of Suppliers
4.2.2 Bargaining Power Of Buyers
4.2.3 Threat Of New Entrants
4.2.4 Threat Of Substitutes
4.2.5 Intensity Of Competitive Rivalry
4.3 Value Chain Analysis
4.4 Assessment of the Impact of Covid-19 on the Market

5 MARKET DYNAMICS
5.1 Market Drivers
5.1.1 Growing Consumption of Semiconductor Devices Across Several Industries
5.1.2 Increasing demand for compact, high functionality electronic devices
5.2 Market Restraints
5.2.1 High Initial Investment and Increasing Complexity of Semiconductor IC Designs
5.3 Opportunities
5.3.1 Growing Adoption of High-End Computing, Servers, and Data Centers

6 MARKET SEGMENTATION
6.1 By Packaging Technology
6.1.1 3D Wafer-Level Chip-Scale Packaging (WLCSP)
6.1.2 3D TSV
6.1.3 2.5D
6.2 By End-User Industry
6.2.1 Consumer Electronics
6.2.2 Aerospace and Defense
6.2.3 Medical Devices
6.2.4 Communications and Telecom
6.2.5 Automotive
6.2.6 Others
6.3 By Geography
6.3.1 North America
6.3.2 Europe
6.3.3 Asia-Pacific
6.3.4 Latin America
6.3.5 Middle East & Africa

7 COMPETITIVE LANDSCAPE
7.1 Company Profiles
7.1.1 ASE Group
7.1.2 Amkor Technology Inc.
7.1.3 Intel Corporation
7.1.4 Samsung Electronics Co. Ltd
7.1.5 Siliconware Precision Industries Co. Ltd (SPIL)
7.1.6 Powertech Technology Inc.
7.1.7 Jiangsu Changjiang Electronics Technology Co. Ltd.
7.1.8 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited
7.1.9 GlobalFoundries
7.1.10 Powertech Technology Inc.
7.1.11 Tezzaron Semiconductor Corp.

8 INVESTMENT ANALYSIS

9 FUTURE OF THE MARKET

 

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