스트래티스틱스 MRC에 따르면 글로벌 3D IC 시장은 2024년 197억 3천만 달러 규모이며, 예측 기간 동안 20.9%의 연평균 성장률로 성장하여 2030년에는 616억 2천만 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 3D IC, 즉 3차원 집적 회로는 여러 층의 반도체 소자를 수직으로 쌓아 성능과 기능을 향상시키는 최첨단 기술입니다. 단일 평면에 배치된 기존 2D IC와 달리 3D IC는 수직 상호 연결을 활용하여 데이터 전송 속도를 높이고 신호 지연을 줄일 수 있습니다. 3차원 집적 회로(3D IC)는 여러 층의 능동 부품을 적층하여 성능을 향상하고 설치 공간을 줄임으로써 최신 전자 제품에서 상당한 이점을 제공합니다.
시장 역학:
동인:
데이터 센터 및 클라우드 컴퓨팅의 성장
데이터 센터에서 더 높은 성능과 에너지 효율에 대한 요구가 증가함에 따라 3D IC는 여러 층의 실리콘 웨이퍼를 적층하여 부품을 더 가깝게 배치할 수 있는 매력적인 솔루션을 제공합니다. 이는 지연 시간을 줄이고 대역폭을 개선하여 대용량 데이터 로드를 효율적으로 처리하는 데 매우 중요합니다. 또한 3D IC는 서로 다른 유형의 칩을 단일 패키지에 결합하여 기능과 전력 사용량을 최적화하는 이기종 통합을 가능하게 합니다. 클라우드 컴퓨팅 서비스가 확장됨에 따라 확장 가능한 고성능 컴퓨팅 솔루션에 대한 필요성이 3D IC 기술에 대한 투자와 혁신을 주도하고 있습니다.
제약:
열 관리 문제
열 관리 문제는 3D 집적 회로의 개발과 성능을 크게 저해합니다. 3D 아키텍처에서 트랜지스터가 수직으로 쌓이면 구성 요소의 밀도가 증가하여 제한된 공간에서 열 발생이 높아집니다. 열 관리가 부적절하면 과열, 신뢰성 저하, 성능 저하로 이어질 수 있으므로 효과적인 열 방출이 중요해집니다. 기존의 냉각 방식으로는 3D IC의 소형화에 충분하지 않을 수 있으므로 고급 열 인터페이스 재료, 미세 유체 냉각 시스템 또는 향상된 열 전도 기술과 같은 혁신적인 솔루션이 필요합니다.
기회:
자동차 애플리케이션에서의 채택 증가
자율주행, 인포테인먼트 시스템, 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS) 등의 기능을 위해 차량이 첨단 전자장치에 점점 더 의존하게 되면서 소형 고성능 부품에 대한 수요도 증가하고 있습니다. 3D IC 기술을 사용하면 여러 반도체 레이어를 수직으로 쌓을 수 있어 설치 공간이 줄어들고 열 관리가 개선됩니다. 이러한 통합은 최신 차량에 필요한 복잡한 연산에 필수적인 더 빠른 데이터 처리와 향상된 전력 효율로 이어집니다.
위협:
규제 및 표준화 과제
3D 집적 회로(IC)의 발전은 광범위한 채택을 방해하는 중대한 규제 및 표준화 과제에 직면해 있습니다. 3D IC 기술은 여러 층의 회로를 수직으로 적층하여 통합하기 때문에 다양한 구성 요소 간의 호환성과 상호 운용성을 보장하는 것이 매우 중요합니다. 현재 설계 방법론, 제조 프로세스, 테스트 프로토콜에 적용되는 보편적으로 통용되는 표준이 부족합니다. 그러나 이러한 비일관성은 여러 제조업체 간의 협업을 복잡하게 만들고 비용 증가와 시장 출시 지연으로 이어질 수 있습니다.
코로나19의 영향:
코로나19 팬데믹은 3D 집적 회로(IC) 산업에 큰 영향을 미치며 취약점과 기회를 모두 부각시켰습니다. 공급망 중단으로 반도체 재료 및 부품 생산이 지연되면서 비용이 증가하고 리드 타임이 길어졌습니다. 제조업체들이 인력 부족과 공장 폐쇄로 어려움을 겪으면서 소형 폼팩터에서 성능을 향상시킬 수 있는 3D IC와 같은 첨단 패키징 솔루션의 필요성이 더욱 부각되었습니다. 팬데믹 기간 동안 원격 근무와 디지털 서비스가 급증하면서 첨단 반도체 기술에 의존하는 고성능 컴퓨팅 및 데이터 센터에 대한 수요가 가속화되었습니다.
실리콘 관통 전극(TSV) 부문은 예측 기간 동안 가장 큰 규모가 될 것으로 예상됩니다.
실리콘 관통전극(TSV) 부문은 여러 반도체 다이 간의 수직 상호 연결을 가능하게 함으로써 예측 기간 동안 가장 큰 규모가 될 것으로 예상됩니다. 이 혁신적인 접근 방식은 컴팩트한 설계를 가능하게 하여 신호가 이동해야 하는 거리를 크게 줄여 성능과 에너지 효율을 향상시킵니다. TSV는 고성능 컴퓨팅, 그래픽 처리 및 고급 모바일 장치와 같이 빠른 통신을 요구하는 애플리케이션에 필수적인 데이터 전송 속도와 대역폭을 높여줍니다. 또한 TSV를 사용한 칩의 3D 적층은 공간을 최적화하여 더 작은 공간에서 더 많은 기능을 구현할 수 있습니다.
자동차 부문은 예측 기간 동안 가장 높은 CAGR을 보일 것으로 예상됩니다.
자동차 부문은 차량의 첨단 전자 기능, 성능 향상 및 소형화에 대한 수요 증가로 인해 예측 기간 동안 가장 높은 CAGR을 기록할 것으로 예상됩니다. 3D IC를 사용하면 여러 층의 회로를 수직으로 쌓을 수 있어 공간 효율성과 전력 관리가 크게 향상됩니다. 이 기술은 감지, 처리, 통신 등 다양한 기능을 하나의 소형 패키지에 통합할 수 있게 해주며, 이는 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS), 인포테인먼트, 전기 자동차(EV) 관리와 같은 애플리케이션에 매우 중요합니다. 또한 3D IC는 자율 주행 시스템의 실시간 데이터 처리 및 의사 결정에 필수적인 더 높은 대역폭과 더 짧은 지연 시간을 제공합니다.
점유율이 가장 높은 지역:
북미 지역은 단일 칩 내에 메모리와 프로세싱 기능을 원활하게 결합할 수 있어 예측 기간 동안 가장 큰 시장 점유율을 차지할 것으로 예상됩니다. 제조업체는 로직 구성 요소 위에 메모리를 직접 적층함으로써 컴팩트한 디자인을 유지하면서 더 높은 대역폭과 밀도를 달성할 수 있습니다. 북미가 반도체 기술 개발을 계속 선도함에 따라 메모리와 로직 통합에 대한 관심은 기술 대기업과 스타트업 간의 협업을 촉진하여 더욱 발전할 것입니다. 이러한 발전은 전자 기기의 성능을 향상시킬 뿐만 아니라 이 지역을 글로벌 반도체 혁신의 최전선에 위치시켜 빠르게 발전하는 기술 환경에서 경쟁력을 유지할 수 있도록 합니다.
연평균 성장률이 가장 높은 지역:
유럽 지역은 예상 기간 동안 수익성 있는 성장을 이어갈 것으로 전망됩니다. 이러한 규제는 안전, 환경 영향 및 성능에 대한 엄격한 기준을 수립함으로써 3D IC 기술의 혁신이 광범위한 지속 가능성 목표에 부합하도록 보장합니다. 이는 소비자와 업계 이해관계자 간의 신뢰를 증진할 뿐만 아니라 연구 개발에 대한 투자를 장려합니다. 표준화에 중점을 두면 디바이스 간의 상호 운용성이 향상되어 제조 공정이 더욱 효율화되고 신제품 출시 기간이 단축될 수 있는 기반이 마련됩니다. 또한 유럽 정부는 디지털 주권을 우선시하기 때문에 반도체 부문의 현지 생산과 혁신을 장려하여 유럽이 글로벌 경쟁력을 유지할 수 있도록 지원합니다.
시장의 주요 플레이어
3D IC 시장의 주요 업체로는 ASE 그룹, 인피니언 테크놀로지스, 인텔 코퍼레이션, 키엔스 코퍼레이션, NXP 반도체, 퀄컴 인코퍼레이티드, 르네사스 일렉트로닉스, 실리콘웨어 정밀 산업, 시놉시스, 유나이티드 마이크로일렉트로닉스 코퍼레이션 등이 있습니다.
주요 개발 사항:
2023년 11월, 삼성전자는 대만 반도체 제조사의 시장 지배력을 무너뜨리기 위해 새로운 첨단 3D 칩 패키징 기술인 SAINT를 도입할 준비를 하고 있습니다.
2023년 2월, Cadence와 UMC는 3D-IC를 위한 하이브리드 본딩 레퍼런스 플로우를 개발하기 위해 협력했습니다. UMC는 광범위한 기술 노드에서 에지 AI, 이미지 처리 및 무선 통신에 적합한 하이브리드 본딩 솔루션을 출시할 계획입니다.
2022년 10월, 통합 팬아웃(InFO), 칩 온 웨이퍼 온 기판(TSMC-SoICTM), 시스템 온 통합 칩(TSMC-SoICTM)을 포함한 TSMC의 3DFabricTM 제품은 선도적인 Cadence® IntegrityTM 3D-IC 플랫폼의 인증을 받았으며 모든 레퍼런스 디자인 흐름 기준을 충족했습니다. Cadence는 5G, 인공 지능, 모바일 및 하이퍼스케일 컴퓨팅을 위한 첨단 멀티 다이 패키지 개발을 가속화하기 위한 협력의 일환으로 TSMC 3DbloxTM를 지원합니다.
2022년 3월, 한국에 본사를 둔 앰코테크놀로지는 TSMC OIP 3D 패브릭과 협력했습니다. 3D 패브릭 얼라이언스의 새로운 파트너는 TSMC의 3D 패브릭 기술을 처음으로 사용할 수 있는 기회를 통해 TSMC와 동시에 제품을 발전시킬 수 있습니다.
지원되는 구성 요소:
– 관통 유리 비아(TGV)
– 실리콘 관통 비아(TSV)
– 실리콘 인터포저
지원 유형
– 모놀리식 3D
– 적층형 3D
적용 분야
– 항공 우주
– 이미징 및 광전자
– 센서
– 기타 애플리케이션
최종 사용자 대상:
– 통신
– 소비자 가전
– 자동차
– 의료 기기
– 기타 최종 사용자
지원 지역
– 북미
o 미국
o 캐나다
o 멕시코
– 유럽
o 독일
o 영국
o 이탈리아
o 프랑스
o 스페인
o 기타 유럽
– 아시아 태평양
o 일본
o 중국
o 인도
o 호주
o 뉴질랜드
o 대한민국
o 기타 아시아 태평양 지역
– 남미
o 아르헨티나
o 브라질
o 칠레
o 기타 남미
– 중동 및 아프리카
o 사우디 아라비아
o 아랍에미리트
o 카타르
o 남아프리카 공화국
o 기타 중동 및 아프리카
보고서의 주요 내용
– 지역 및 국가별 세그먼트에 대한 시장 점유율 평가
– 신규 참가자를 위한 전략적 권장 사항
– 2022년, 2023년, 2024년, 2026년, 2030년의 시장 데이터를 다룹니다.
– 시장 동향 (동인, 제약, 기회, 위협, 과제, 투자 기회 및 권장 사항)
– 시장 추정치를 기반으로 한 주요 비즈니스 부문의 전략적 권장 사항
– 주요 공통 트렌드를 매핑하는 경쟁 조경 매핑
– 상세한 전략, 재무 및 최근 개발 사항을 포함한 회사 프로파일링
– 최신 기술 발전을 매핑하는 공급망 동향
1 요약
2 서문
2.1 요약
2.2 스테이크 홀더
2.3 연구 범위
2.4 연구 방법론
2.4.1 데이터 마이닝
2.4.2 데이터 분석
2.4.3 데이터 검증
2.4.4 연구 접근 방식
2.5 연구 출처
2.5.1 1차 연구 출처
2.5.2 보조 연구 출처
2.5.3 가정
3 시장 동향 분석
3.1 소개
3.2 동인
3.3 제약
3.4 기회
3.5 위협
3.6 애플리케이션 분석
3.7 최종 사용자 분석
3.8 신흥 시장
3.9 코로나19의 영향
4 포터의 다섯 가지 힘 분석
4.1 공급자의 협상력
4.2 구매자의 협상력
4.3 대체품의 위협
4.4 신규 진입자의 위협
4.5 경쟁 경쟁
5 글로벌 3D IC 시장, 구성 요소별
5.1 소개
5.2 관통 유리 비아(TGV)
5.3 실리콘 관통 전극(TSV)
5.4 실리콘 인터 포저
6 유형별 글로벌 3D IC 시장
6.1 소개
6.2 모놀리식 3D
6.3 적층 3D
7 애플리케이션 별 글로벌 3D IC 시장
7.1 소개
7.2 항공 우주
7.3 이미징 및 광전자
7.4 센서
7.5 기타 애플리케이션
8 최종 사용자별 글로벌 3D IC 시장
8.1 소개
8.2 통신
8.3 소비자 가전
8.4 자동차
8.5 의료 기기
8.6 기타 최종 사용자
9 지역별 글로벌 3D IC 시장
9.1 소개
9.2 북미
9.2.1 미국
9.2.2 캐나다
9.2.3 멕시코
9.3 유럽
9.3.1 독일
9.3.2 영국
9.3.3 이탈리아
9.3.4 프랑스
9.3.5 스페인
9.3.6 기타 유럽
9.4 아시아 태평양
9.4.1 일본
9.4.2 중국
9.4.3 인도
9.4.4 호주
9.4.5 뉴질랜드
9.4.6 대한민국
9.4.7 기타 아시아 태평양 지역
9.5 남미
9.5.1 아르헨티나
9.5.2 브라질
9.5.3 칠레
9.5.4 남미의 나머지 지역
9.6 중동 및 아프리카
9.6.1 사우디 아라비아
9.6.2 아랍에미리트
9.6.3 카타르
9.6.4 남아프리카 공화국
9.6.5 중동 및 아프리카의 나머지 지역
10 주요 개발 사항
10.1 계약, 파트너십, 협업 및 합작 투자
10.2 인수 및 합병
10.3 신제품 출시
10.4 확장
10.5 기타 주요 전략
11 회사 프로파일링
