글로벌 3D IC 시장 : 기술별 기술별 (TSV, 3D 팬아웃 패키징, WLCSP, 모놀리식 3D IC, TGV)

3D IC 시장 규모

글로벌 3D IC 시장 규모는 2024년 164억 달러였으며 2025년 185억 5천만 달러에서 2033년 496억 6천만 달러로 예측 기간(2025-2033년) 동안 13.1%의 연평균 성장률(CAGR)로 성장할 것으로 예상됩니다.
3D 집적회로(3D IC)는 여러 층의 집적회로(IC)를 수직으로 쌓아 성능을 개선하고 전력 소비를 줄이며 연결성을 강화하는 첨단 반도체 기술입니다. 기존의 평면형 IC와 달리 3D IC는 실리콘 관통전극(TSV) 또는 기타 상호 연결을 사용하여 레이어 간의 통신 속도를 높이고 신호 지연과 전력 누출을 최소화합니다. 이 아키텍처는 에너지 효율을 개선하면서 더 작은 폼 팩터에서 더 큰 처리 능력을 제공할 수 있기 때문에 고성능 컴퓨팅, 인공 지능 및 모바일 장치에 특히 유용합니다.
작고 효율적인 첨단 전자 기기에 대한 수요가 지속적으로 증가함에 따라 전 세계 시장은 빠른 속도로 확장되고 있습니다. 여러 층의 반도체 칩을 적층하여 성능을 향상시킨 이 기술은 가전, 자동차, 통신, 의료, 데이터 센터 등 다양한 산업 분야에 서서히 도입되고 있습니다. 이 기술은 향상된 통합, 소형화 및 에너지 효율성을 지원하며 스마트폰, 웨어러블, 태블릿 컴퓨터 및 인공지능 관련 제품과 같은 차세대 제품에 적합한 후보입니다.
새로운 TSV 기술로 인해 3D IC가 개발되고 있습니다. 이 새로운 방식은 수직으로 적층된 칩셋을 보다 효율적으로 상호 연결하여 신호 지연을 줄이면서 데이터 전송 속도를 향상시킵니다. 이 기술은 속도와 효율성이 중요한 클라우드 컴퓨팅, 인공 지능 및 머신 러닝의 까다로운 애플리케이션에 매우 중요합니다.
아래는 2024년 가을의 반도체 시장 전망으로, 모든 지역, 특히 아시아 태평양과 미주 지역에서 상당한 성장이 예상됩니다. 이러한 성장은 3D IC와 같은 혁신에 필요한 첨단 반도체 기술에 대한 수요가 증가하고 있음을 나타냅니다. AI, AR/VR, HPC 애플리케이션에서의 활용에 힘입어 3D IC 시장이 성장함에 따라 반도체 투자가 증가함에 따라 이러한 집적 회로 기술의 사용량도 증가하고 있습니다.

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글로벌 3D IC 시장 성장 요인

업계 투자

주요 반도체 기업들은 성능 향상, 크기 최소화, 에너지 효율 개선을 위해 3D IC 기술에 집중하고 있습니다. 이들은 소비자 가전, 데이터 센터, 자동차, 헬스케어와 같은 분야를 위한 혁신적인 솔루션을 개발하고 있으며, 향후 사용을 위해 3D IC의 확장성과 신뢰성을 향상시키는 데 전념하고 있습니다. 이러한 발전과 함께 고성능의 소형 디바이스에 대한 수요가 증가하고 있으며, 다양한 혁신 접근 방식을 통해 이를 충족하고 있습니다.

예를 들어, 인텔은 2024년 8월 페낭에 최신 패키징 시설인 “펠리칸”을 포함한 새로운 시설에 70억 달러를 투자할 예정입니다. 이러한 투자는 인텔의 혁신 비전과 함께 혁신적인 3D 반도체를 지속적으로 발전시켜 반도체 기술 발전을 이끌고 있습니다.

고성능 컴퓨팅에 대한 수요

전자 업계는 더욱 견고하고 컴팩트한 디바이스에 대한 요구로 인해 3D 칩 스태킹 기술 도입에 박차를 가하고 있습니다. 3D 칩 스태킹 기술의 발전으로 칩을 수직으로 여러 개 쌓을 수 있게 되면서 매우 컴팩트한 형태로 집적도를 높일 수 있게 되었습니다. 이를 통해 훨씬 더 작은 폼 팩터로 고성능 제품을 출시할 수 있게 되어 작고 강력한 디바이스에 대한 소비자의 요구를 충족시킬 수 있습니다.

예를 들어, 곧 출시될 Apple의 2025년형 맥북(프로)에는 획기적인 3D 칩 스택 기술인 SoIC가 적용되어 더 작은 폼 팩터에서 더 높은 집적도를 구현할 수 있게 됩니다. TSMC의 3D 패브릭 기술을 기반으로 하는 이 혁신은 다양한 가전제품에 3D 스태킹이 광범위하게 채택될 것임을 예고합니다.

시장 제약

열 관리 문제

여러 레이어가 함께 적층된 3D IC의 복잡성이 증가함에 따라 열 방출에 상당한 어려움이 있습니다. 기존 IC와 달리 3D IC는 수직 적층으로 인해 높은 전력 밀도와 열 핫스팟이 발생합니다. 적절한 열 관리가 이루어지지 않으면 과도한 열 축적으로 인해 민감한 부품이 손상되고 시스템 성능이 저하되며 디바이스의 전체 수명이 단축될 수 있습니다. 고급 방열판, 액체 냉각, 열 인터페이스 재료와 같은 효과적인 냉각 솔루션은 3D IC의 신뢰성을 보장하는 데 매우 중요합니다. 그러나 이러한 솔루션을 구현하면 비용과 설계 복잡성이 증가하여 제조업체는 어려움을 겪게 됩니다.

예를 들어, 2024년 6월에는 3D IC의 수직 적층이 전력 밀도를 크게 증가시켜 중앙 레이어에 열 핫스팟을 발생시킨다는 보고서가 발표되었습니다. 이러한 핫스팟은 과열을 유발하여 IC 성능, 에너지 효율성 및 신뢰성에 부정적인 영향을 미치고 광범위한 채택을 제한했습니다.

시장 기회

통신 및 5G 배포

5G 네트워크가 전 세계적으로 빠르게 구축되면서 고속 데이터 처리와 향상된 연결성을 지원할 수 있는 첨단 반도체 부품에 대한 수요가 급증하고 있습니다. 3D IC 기술은 여러 기능을 컴팩트한 형태로 통합하고 지연 시간을 줄이며 전력 효율을 향상시킬 수 있기 때문에 5G 애플리케이션에 특히 적합합니다. 통신 사업자가 네트워크를 확장하고 차세대 인프라를 구축함에 따라 3D IC를 채택하면 네트워크 장비, 스마트폰, IoT 기기의 초고속 데이터 전송, 전력 소비 감소, 처리 능력 향상 등이 가능해질 것입니다.

예를 들어, 2024년 11월, 선도적인 글로벌 통신 회사인 ZTE Corporation은 차이나 텔레콤 장쑤와 협력하여 쑤저우 양청호 지역에 5G-A 클러스터 동적 무선 공유(DRS) 솔루션을 구축했습니다. 이 구축에는 차세대 모바일 네트워크의 성능, 안정성 및 전력 효율성을 향상시키기 위해 첨단 3D IC 기반 부품이 활용되었습니다.

연구 기간 2021-2033 CAGR 13.1%

과거 기간 2021-2023 예측 기간 2025-2033

기준 연도 2024 기준 연도 시장 규모 164억 달러

예측 연도 2033 예측 연도 시장 규모 496.6억 달러

가장 큰 시장 북미 가장 빠르게 성장하는 시장 아시아 태평양

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지역별 인사이트

북미: 시장 점유율이 높은 지배적인 지역

북미는 반도체 기술 혁신을 지속적으로 주도하는 인텔, AMD, NVIDIA와 같은 주요 기술 대기업이 존재하기 때문에 전 세계 3D IC 시장을 지배하고 있습니다. 이 지역은 잘 정립된 산업, 연구 개발에 대한 막대한 투자, 첨단 가전제품, 데이터 센터 및 AI 기반 애플리케이션에 대한 높은 수요의 혜택을 누리고 있습니다. 북미 지역을 지배적인 지역으로 만드는 또 다른 요인은 3D IC 기술의 중요한 개발과 도입, 강력한 공급망, 첨단 기술 생태계입니다.

예를 들어, 2022년 칩스 앤 사이언스 법안은 미국 반도체 산업을 강화하기 위해 527억 달러를 투자하고 137억 달러를 연구, 개발, 기술 및 인력 프로그램에 투자했습니다. 이러한 대규모 투자는 3D IC와 같은 집적 회로 기술을 더욱 발전시키기 위한 업계의 노력을 보여줍니다.

아시아 태평양: 빠르게 성장하는 지역

아시아 태평양 지역은 중국, 한국, 대만, 일본과 같은 주요 전자제품 제조업체의 본거지이기 때문에 글로벌 3D IC 시장에서 빠르게 성장하고 있습니다. 이들 국가는 강력한 반도체 산업을 보유하고 있으며, 더 빠르고 효율적인 칩에 대한 수요 증가를 충족하기 위해 첨단 칩 기술에 막대한 투자를 하고 있습니다. 이러한 칩은 AI, 5G, IoT, 스마트 차량과 같은 최신 기술에 필수적입니다.

예를 들어, 2024년 중국의 전자제품 제조 부문은 전년 대비 13.6%의 부가가치 산업 생산량 성장을 기록했습니다. 이 기간 동안 해외로 출하된 노트북은 4,401만 대(9.6% 증가), 휴대폰은 2억 4,100만 대(4.6% 증가)로 수출도 크게 성장했습니다.

국가별 인사이트

미국 데이터 보안과 분석은 여전히 미국의 발전을 이끄는 원동력입니다. 따라서 이 시장의 중심지입니다. 2023년 미국의 반도체 부문 전체 R&D 지출은 593억 달러에 달할 것입니다. 2023년 R&D 지출은 2022년에 비해 0.9% 증가할 것입니다.
중국: 중국은 세계 최대의 전자제품 제조 중심지입니다. 최신 기술의 채택 속도를 고려할 때 3D IC 시장의 중요한 기여국이기도 합니다. 중국은 국가집적회로산업투자기금 3단계에 270억 달러 이상을 모금했거나 모금을 진행 중인 것으로 알려졌습니다.
인도: 인도는 전자 제조 부문과 가전제품의 수요 증가에 힘입어 이 시장의 잠재적 도전자가 되고 있습니다. 인도 정부는 현재까지 인도 반도체 사절단 산하에 4개의 반도체 유닛을 승인했으며, 총 누적 투자액은 14억 8,800만 루피에 달합니다.
프랑스: 프랑스의 3D IC 도입은 주로 항공우주 및 방위 산업에서 주도하고 있습니다. 전자 부품의 기능 향상과 함께 최소화가 크게 부상하고 있으며, 이에 따라 이 분야의 3D IC 시장이 성장하고 있습니다. 프랑스 정부는 2030년까지 5억 유로를 추가로 투자하여 매년 500개의 뎁테크 스타트업과 100개의 유니콘 기업을 프랑스에서 탄생시키겠다고 약속했습니다.
영국: 영국은 첨단 전자 및 반도체 기술의 연구 개발에 중점을 두고 있는 유럽 반도체 산업의 중추적인 국가입니다. 반도체 제조 및 설계에 대한 정부 투자를 늘리면서 영국은 글로벌 3D IC 시장 입지를 강화하는 것을 목표로 하고 있습니다.
일본: 일본은 강력한 소비자 가전 부문과 반도체 제조에 대한 전문성을 바탕으로 3D IC 시장의 주요 플레이어입니다. 일본 기업들은 글로벌 시장에서 경쟁력을 유지하기 위해 첨단 칩 기술에 지속적으로 투자하고 있습니다. 예를 들어, 일본은 마이크로칩 및 전자 부품 분야의 리더십을 되찾기 위해 반도체 제조와 AI 통합에 중점을 둔 2024년 650억 달러 규모의 투자 계획을 발표했습니다.
독일: 탄탄한 자동차 및 산업 제조 부문으로 유명한 독일은 자동차 전자장치, 산업 자동화 및 AI 기반 애플리케이션에 3D IC를 점점 더 많이 통합하고 있습니다. 정밀 엔지니어링과 품질 표준에 중점을 둔 독일은 시장의 성장을 뒷받침하고 있습니다.

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세분화 분석

기술별

실리콘 관통전극(TSV) 기술은 데이터 전송 속도를 크게 향상시키고 지연 시간을 줄이며 전반적인 디바이스 성능을 개선하는 능력으로 인해 글로벌 시장을 선도하는 분야입니다. TSV 기술은 적층된 반도체 다이 사이에 직접 수직 전기 연결을 가능하게 하여 기존의 와이어 본딩 기술보다 전력 효율이 높고 신호 무결성이 우수합니다. 이 기술은 데이터 집약적 처리로 인해 효율적인 전력 관리와 빠른 상호 연결 속도가 요구되는 고성능 컴퓨팅, 가전제품, AI 기반 애플리케이션에 널리 사용됩니다.

구성 요소별

고속의 에너지 효율적인 스토리지 솔루션에 대한 필요성이 증가함에 따라 3D 메모리 부문이 시장을 주도하고 있습니다. 고대역폭 메모리(HBM) 및 3D 낸드 플래시와 같은 3D 메모리 기술은 스토리지 집적도와 성능을 향상시키면서 전력 소비를 최소화합니다. 이러한 장점 덕분에 3D 메모리는 클라우드 컴퓨팅, AI, 모바일 디바이스 등의 산업에서 필수적인 구성 요소로 자리 잡았습니다. 데이터센터가 확장됨에 따라 3D IC 기술을 통합한 고급 메모리 솔루션에 대한 수요도 증가할 것입니다.

최종 사용자별

소비자 가전 부문은 소형, 고성능, 에너지 효율적인 기기에 대한 수요 증가에 힘입어 가장 큰 시장 매출을 기록하며 시장을 주도했습니다. 제조업체는 3D IC를 통해 더 많은 처리 능력과 기능을 더 작은 폼 팩터에 통합할 수 있으므로 스마트폰, 태블릿, 웨어러블 및 AR/VR 기기에 이상적입니다. 스마트 기기와 IoT 애플리케이션의 인기가 높아지면서 소비자 가전 분야에서 3D IC의 채택이 더욱 가속화되어 우수한 성능과 배터리 수명 연장을 보장합니다.

기술별 시장 규모

실리콘 관통전극(TSV) 3D 팬아웃 패키징 3D 웨이퍼 스케일 레벨 칩 스케일 패키징(WLCSP) 모놀리식 3D IC 기타(스루-글래스 비아(TGV))

기업 시장 점유율

주요 시장 플레이어들은 첨단 3D IC 기술에 투자하고 협업, 인수, 파트너십을 통해 제품을 개선하고 시장 입지를 확대하고 있습니다.

삼성: 3D IC 시장의 신흥 플레이어

삼성전자는 3D IC(집적 회로) 시장의 신흥 기업으로 반도체 지형을 변화시키는 혁신을 주도하고 있습니다. 이 회사는 일반적인 평면 칩 디자인을 뛰어넘는 큐브형 3D IC 솔루션을 구축하여 메모리와 성능 부품을 수직으로 쌓아 효율성과 성능 면에서 비교할 수 없는 차원을 구현했습니다.

최근 개발:

2023년 11월, 삼성전자는 최첨단 3D 칩 패키징 기술인 SAINT를 세 가지 버전으로 공개했습니다: SAINT S, SAINT D, SAINT L. 이를 통해 성능을 개선하고 경쟁이 치열한 반도체 시장에서 입지를 강화하기 위한 노력입니다.

3D IC 시장의 주요 업체 목록

Samsung
Taiwan Semiconductor Manufacturing Company
Advanced Micro Devices, Inc.
Advanced Micro Devices, Inc.
Broadcom Inc.
Micron Technology, Inc.
NVIDIA Corporation
Amkor Technology, Inc.
ASE Technology Holding Co., Ltd.
Toshiba Corporation

최근 개발

2024년 6월– Ansys는 3D-IC 설계자가 실시간으로 물리 시뮬레이션을 시각화할 수 있도록 NVIDIA Omniverse API를 자사 플랫폼에 통합했습니다. 이러한 개선은 5G/6G, IoT, AI, 클라우드 컴퓨팅 및 자율 주행 차량을 포함한 주요 산업의 반도체 설계를 개선하는 것을 목표로 합니다.
2024년 4월– Synopsys는 TSMC와의 파트너십을 강화하여 전력과 성능을 최적화하는 차세대 포토닉 IC 설계 플로우를 공개했습니다. 이 업데이트에는 고성능 컴퓨팅과 모빌리티를 위한 AI 기반 솔루션도 포함되어 있습니다. Synopsys의 EDA 툴은 이제 DSO.ai를 통한 자동화를 통해 TSMC의 N3/N3P 및 N2 제조를 지원합니다.

애널리스트 의견

당사의 애널리스트에 따르면, 소형 고성능 전자 기기에 대한 수요가 증가함에 따라 글로벌 3D IC 시장은 빠르게 변화하고 있습니다. 3D IC 산업의 첨단 회로는 전자 부품을 층층이 쌓아 수직으로 형성되며 기존 2D IC에 비해 성능 향상, 전력 소비 감소, 공간 절약 등의 이점을 제공합니다. 이러한 기술 변화는 소비자 가전, 통신, 자동차 산업에서 매우 중요합니다.

3D IC 시장 세분화

기술별(2021-2033년)

실리콘 관통전극(TSV)
3D 팬아웃 패키징
3D 웨이퍼-레벨 칩-스케일 패키징(WLCSP)
모놀리식 3D IC
기타(스루-글래스 비아(TGV))

구성 요소별(2021-2033년)

3D 메모리
LED
센서
프로세서
기타(마이크로전자 시스템)

최종 사용자별(2021-2033)

소비자 가전
IT 및 통신
자동차
헬스케어
항공우주 및 방위
산업
기타(에너지 및 유틸리티)

글로벌 3D IC 시장 소개
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2. 구성 요소별
  1. 소개
    1. 값별 구성 요소
  2. 3D 메모리
    1. 값별
  3. LED
    1. 값별
  4. 센서
    1. 값별
  5. 프로세서
    1. 가치별
  6. 기타(마이크로전자 시스템)
    1. 가치별
3. 최종 사용자별
  1. 소개
    1. 최종 사용자 가치별
  2. 소비자 가전
    1. 가치별
  3. IT 및 통신
    1. 가치별
  4. 자동차
    1. 가치별
  5. 헬스케어
    1. 가치별
  6. 항공우주 및 방위
    1. 가치별
  7. 산업
    1. 가치별
  8. 기타(에너지 및 유틸리티)
    1. 가치별
한국
일본
인도
호주
대만
동남아시아
기타 아시아 태평양 지역

중동 및 아프리카 시장 분석

소개
기술별
1. 소개
  1. 가치별 기술
2. 실리콘 관통전극(TSV)
  1. 가치별
3. 3D 팬아웃 패키징
  1. 가치별
4. 3D 웨이퍼-스케일 레벨 칩-스케일 패키징(WLCSP)
  1. 가치별
5. 모놀리식 3D IC
  1. 가치별
6. 기타(관통 유리 비아(TGV))
  1. 가치별
구성 요소별
1. 소개
  1. 값별 구성 요소
2. 3D 메모리
  1. 값별
3. LED
  1. 값별
4. 센서
  1. 값별
5. 프로세서
  1. 가치별
6. 기타(마이크로전자 시스템)
  1. 가치별
최종 사용자별
1. 소개
  1. 최종 사용자 가치별
2. 소비자 가전
  1. 가치별
3. IT 및 통신
  1. 가치별
4. 자동차
  1. 가치별
5. 헬스케어
  1. 가치별
6. 항공우주 및 방위
  1. 가치별
7. 산업
  1. 가치별
8. 기타(에너지 및 유틸리티)
  1. 가치별
UAE
1. 기술별
  1. 소개
    1. 가치별 기술
  2. 실리콘 관통전극(TSV)
    1. 가치별
  3. 3D 팬아웃 패키징
    1. 가치별
  4. 3D 웨이퍼-스케일 레벨 칩-스케일 패키징(WLCSP)
    1. 가치별
  5. 모놀리식 3D IC
    1. 가치별
  6. 기타(관통 유리 비아(TGV))
    1. 가치별
2. 구성 요소별
  1. 소개
    1. 값별 구성 요소
  2. 3D 메모리
    1. 값별
  3. LED
    1. 값별
  4. 센서
    1. 값별
  5. 프로세서
    1. 가치별
  6. 기타(마이크로전자 시스템)
    1. 가치별
3. 최종 사용자별
  1. 소개
    1. 최종 사용자 가치별
  2. 소비자 가전
    1. 가치별
  3. IT 및 통신
    1. 가치별
  4. 자동차
    1. 가치별
  5. 헬스케어
    1. 가치별
  6. 항공우주 및 방위
    1. 가치별
  7. 산업
    1. 가치별
  8. 기타(에너지 및 유틸리티)
    1. 가치별
터키
사우디 아라비아
남아프리카 공화국
이집트
나이지리아
나머지 MEA

중남미 시장 분석

소개
기술별
1. 소개
  1. 가치별 기술
2. 실리콘 관통전극(TSV)
  1. 가치별
3. 3D 팬아웃 패키징
  1. 가치별
4. 3D 웨이퍼-스케일 레벨 칩-스케일 패키징(WLCSP)
  1. 가치별
5. 모놀리식 3D IC
  1. 가치별
6. 기타(관통 유리 비아(TGV))
  1. 가치별
구성 요소별
1. 소개
  1. 값별 구성 요소
2. 3D 메모리
  1. 값별
3. LED
  1. 값별
4. 센서
  1. 값별
5. 프로세서
  1. 가치별
6. 기타(마이크로전자 시스템)
  1. 가치별
최종 사용자별
1. 소개
  1. 최종 사용자 가치별
2. 소비자 가전
  1. 가치별
3. IT 및 통신
  1. 가치별
4. 자동차
  1. 가치별
5. 헬스케어
  1. 가치별
6. 항공우주 및 방위
  1. 가치별
7. 산업
  1. 가치별
8. 기타(에너지 및 유틸리티)
  1. 가치별
브라질
1. 기술별
  1. 소개
    1. 가치별 기술
  2. 실리콘 관통전극(TSV)
    1. 가치별
  3. 3D 팬아웃 패키징
    1. 가치별
  4. 3D 웨이퍼-스케일 레벨 칩-스케일 패키징(WLCSP)
    1. 가치별
  5. 모놀리식 3D IC
    1. 가치별
  6. 기타(관통 유리 비아(TGV))
    1. 가치별
2. 구성 요소별
  1. 소개
    1. 값별 구성 요소
  2. 3D 메모리
    1. 값별
  3. LED
    1. 값별
  4. 센서
    1. 값별
  5. 프로세서
    1. 가치별
  6. 기타(마이크로전자 시스템)
    1. 가치별
3. 최종 사용자별
  1. 소개
    1. 최종 사용자 가치별
  2. 소비자 가전
    1. 가치별
  3. IT 및 통신
    1. 가치별
  4. 자동차
    1. 가치별
  5. 헬스케어
    1. 가치별
  6. 항공우주 및 방위
    1. 가치별
  7. 산업
    1. 가치별
  8. 기타(에너지 및 유틸리티)
    1. 가치별
멕시코
아르헨티나
칠레
콜롬비아
나머지 중남미

경쟁 환경

업체별 3D IC 시장 점유율
M&A 계약 및 협업 분석

시장 플레이어 평가

Samsung
1. Overview
2. Business Information
3. Revenue
4. ASP
5. SWOT Analysis
6. Recent Developments
Advanced Micro Devices, Inc.
Broadcom Inc.
Micron Technology, Inc.
Amkor Technology, Inc.
ASE Technology Holding Co., Ltd.
Toshiba Corporation

연구 방법론

연구 데이터
1. 2차 데이터
  1. 주요 2차 출처
  2. 보조 출처의 주요 데이터
2. 1차 데이터
  1. 주요 출처의 주요 데이터
  2. 프라이머리 분석
3. 2차 및 1차 연구
  1. 주요 산업 인사이트
시장 규모 추정
1. 상향식 접근법
2. 하향식 접근법
3. 시장 전망
연구 가정
1. 가정
제한 사항
위험 평가

부록

토론 가이드
사용자 지정 옵션
관련 보고서

면책 조항