Rapport sur la taille du marché, la part et les tendances de l industrie - 2034

Taille du marché en 3D

Le marché mondial des empilements 3D a été évalué à 1,8 milliard de dollars en 2024 et devrait croître à un TCAC de 21,1% pour atteindre 11,8 milliards de dollars en 2034. La croissance du marché est attribuée à des facteurs tels que la croissance du secteur de l'électronique grand public et l'augmentation de la demande de calcul haute performance (HPC).

La croissance de l'industrie de l'électronique grand public est un moteur de croissance majeur sur le marché du cumul 3D. Par exemple, selon Statista, le chiffre d'affaires généré par le marché mondial de l'électronique grand public était évalué à 977,7 milliards de dollars et devrait croître avec un TCAC de 2,9% d'ici 2029. L'électronique grand public moderne, comme les smartphones, les portables, les appareils AR/VR, les consoles de jeu et les gadgets à domicile intelligents, nécessite des solutions semi-conducteurs avancées pour améliorer les performances tout en maintenant des conceptions compactes.

De plus, comme les appareils comptent de plus en plus sur le traitement de données à haute vitesse, les solutions de mémoire 3D NAND et DRAM offrent une bande passante et une latence plus faibles, ce qui les rend essentiels pour les smartphones, les assistants alimentés par l'IA et les consoles de jeu. Avec l'expansion rapide de la connectivité 5G et IoT, l'électronique grand public exige des capacités de communication à faible latence et à grande vitesse. L'empilage 3D améliore les puces RF, la mémoire et les processeurs, assurant ainsi un meilleur traitement des signaux et le traitement des données en temps réel.

La demande croissante de calcul haute performance (HPC) est un facteur principal de la croissance du marché du cumul 3D. L'un des principaux avantages de l'empilement 3D en HPC est l'amélioration significative des vitesses de transfert de données et de l'efficacité de traitement. En intégrant verticalement de multiples couches de logique, de mémoire et d'interconnexion en utilisant des vias à travers-silicium (TSV) et des liaisons hybrides, les puces munies de 3D réduisent la distance que les signaux électriques doivent parcourir, réduisant ainsi la latence et la consommation d'énergie. De plus, les data centers et les services de cloud computing adoptent de plus en plus des solutions empilées en 3D pour gérer la croissance exponentielle des données. De plus, avec l'expansion des réseaux 5G, de l'informatique de bord et du métavers, la demande de solutions informatiques performantes et écoénergétiques continue d'augmenter. Comme le besoin d'un calcul performant et économe en énergie continue d'augmenter dans toutes les industries comme l'IA, l'informatique en nuage, la recherche scientifique et les systèmes autonomes, l'empilement 3D restera une technologie cruciale pour la conduite des architectures HPC de prochaine génération.

Tendances du marché en 3D

• Le marché se concentre sur l'adoption d'obligations hybrides. Les entreprises investissent maintenant dans des puces empilées 3D pour le collage hybride, qui relie le métal au métal et les interfaces diélectriques pour réduire la résistance à l'interconnexion et améliorer l'intégrité du signal. Cette tendance permet d'améliorer l'efficacité, les performances et l'échelle, ce qui la rend idéale pour les accélérateurs d'IA, les processeurs HPC et les solutions de mémoire haute vitesse.
• L'adoption rapide de la mémoire non volatile empilée 3D (NVM) telle que 3D NAND & 3D XPoint pour répondre à la demande croissante de solutions de mémoire à faible puissance et à haute vitesse est une tendance significative observée sur le marché. Plusieurs entreprises comme Micron, Kioxia et Samsung investissent dans des architectures NAND 3D de nouvelle génération pour améliorer la densité de stockage et les performances. Alors que les appareils de bord traitent de grands volumes de données en temps réel, NVM 3D réduit la latence et la consommation d'énergie, permettant une prise de décision locale plus rapide.
• Une autre tendance importante observée sur le marché des empilements 3D est le développement d'une architecture empilée 3D de sécurité renforcée pour la sécurité du niveau matériel dans les appareils de défense, d'infrastructure critique et d'IoT. Ces puces empilées 3D avancées réduisent le risque de violations de données et de cyberattaques. De plus, les enclaves matérielles sécurisées gagnent rapidement en popularité dans les processeurs de qualité militaire, les applications de blockchain et l'IA de bord, afin d'assurer une meilleure intégrité et un cryptage des données.

Analyse de marché 3D

L'industrie de l'empilage 3D basée sur la technologie d'interconnexion est bifurquée en liaison hybride 3D, TSV 3D (Grough-Silicon Via) et intégration 3D monolithique.

• Le segment 3D TSV (Trough-Silicon Via) est le plus grand marché et a été évalué à 798,3 millions de dollars en 2024. Le segment 3D TSV se développe de manière significative parce que diverses plateformes informatiques, y compris les systèmes HPC et les centres de données, nécessitent une compatibilité mémoire extrêmement rapide avec les performances de faible latence. Les constructeurs de véhicules autonomes et de systèmes avancés d'assistance au conducteur (ADAS) sont les principaux moteurs derrière les exigences croissantes de faible puissance associées à l'intégration à grande vitesse. L'expansion rapide des réseaux 5G et des appareils IoT entraîne l'expansion du marché parce que les nouvelles puces doivent être petites et efficaces tout en gérant des taux de transfert de données élevés.
• Le segment des obligations hybrides 3D est le marché qui connaît la croissance la plus rapide et devrait croître avec un TCAC de 22,3 % au cours de la période de prévision. 3D Hybrid Bonding représente une technologie de pointe vitale qui bénéficie spécifiquement aux architectures basées sur les puces et aux processeurs AI de nouvelle génération. La liaison hybride relie directement le cuivre au cuivre qui atteint des capacités d'interconnexion plus denses tout en réduisant la demande d'énergie et en améliorant les capacités thermiques. La technologie se présente comme une sélection optimale pour les systèmes de calcul neuromorphes, les processeurs d'IA haute performance et les applications HBM & DRAM à venir. Plusieurs entreprises comme AMD, Intel, TSMC et Samsung font des investissements importants pour adopter des architectures basées sur les puces et choisir la liaison hybride comme méthode d'interconnexion préférée pour les plateformes informatiques modulaires.

Le marché du gerbage 3D basé sur la technologie d'interconnexion est bifurqué en die-to-die, die-to-wafer, wafer-to-wafer, puce-to-chip et puce-to-wafer.

• Le segment die-to-die est le plus grand marché et a été évalué à 728 millions de dollars en 2024. L'expansion du segment d'interconnexion die-to-die (D2D) est due à son utilisation croissante dans les systèmes à base de puces dans lesquels plusieurs matrices sont interconnectées ensemble pour fonctionner comme un seul système. Cette stratégie soutient l'innovation dans l'informatique haute performance (HPC), l'accélérateur d'IA et les processeurs de centres de données avec une meilleure flexibilité, évolutivité et efficacité énergétique. Plusieurs entreprises comme AMD, Intel et TSMC sont parmi les grandes entreprises de semi-conducteurs qui adoptent des solutions d'interconnexion die-to-die. Ces entreprises adoptent rapidement la liaison hybride 3D, l'emballage avancé (Foveros, X3D et CoWoS) pour augmenter le débit, réduire la latence et améliorer la gestion thermique.
• Le segment wafer-to-wafer est le marché qui connaît la croissance la plus rapide et devrait croître avec un TCAC de 22,8 % au cours de la période de prévision. Les interconnexions W2W démontrent une croissance rapide du marché parce qu'elles offrent des points de fabrication à haut rendement et des points d'interconnexion miniatures qui les rendent idéaux pour les technologies de capteurs d'images, l'intégration de la mémoire et les applications de traitement neuromorphe. La liaison W2W atteint une précision d'alignement élevée, réduit la résistance dans les interconnexions, et augmente l'efficacité énergétique pour répondre aux exigences des systèmes AI de faible puissance, empilage DRAM dense, dispositifs technologiques portables miniatures. L'intégration 3D monolithique de nouvelle génération devient possible grâce à la liaison W2W car elle permet la liaison directe au niveau des wafers des couches logiques et mémoire pendant la transition des nœuds semi-conducteurs sous-5nm et 3nm.

Le marché de l'empilement 3D basé sur le type d'appareil est segmenté en IC logique, imagerie et optoélectronique, dispositifs de mémoire, MEMS/capteurs, LED, etc.

• Le segment des appareils à mémoire est le plus grand marché et a été évalué à 546,6 millions de dollars en 2024. L'augmentation rapide des applications data-heavy telles que l'IA, le cloud computing et HPC, augmente le besoin de dispositifs de mémoire 3D comme NAND, HBM et DRAM. À mesure que la demande de solutions de mémoire à faible latence augmente, des entreprises comme Samsung, Micron et SK Hynix investissent massivement dans l'empilage 3D NAND et le HBM basé sur TSV pour augmenter la densité de mémoire et économiser l'énergie. En outre, la diffusion des systèmes 5G, de calcul de bord et d'autoconduite a accru le besoin de conceptions de mémoire à économie d'énergie et à haute capacité. La mémoire empilée en 3D assure une connexion fluide de multiples couches de mémoire offrant un espace de stockage plus rapide transfert de données, et une meilleure utilisation de la puissance. Ces fonctionnalités sont cruciales pour des applications modernes telles que le traitement en temps réel de l'IA, le jeu immersif et le réseau à grande vitesse.
• Le segment des IC logiques est le marché qui connaît la croissance la plus rapide et devrait croître avec un TCAC de 22,8 % au cours de la période de prévision. La complexité croissante de l'IA, de la machine learning (ML) et des charges de travail informatiques hétérogènes pousse la demande d'IC logique empilés 3D, en particulier pour les processeurs, les FPGA et les accélérateurs d'IA. Plusieurs entreprises comme AMD, Intel et NVIDIA exploitent le cumul 3D dans des IC logiques pour améliorer la puissance de traitement, réduire le retard de signal et améliorer l'efficacité d'interconnexion. L'empilement logique 3D permet une meilleure intégration des cœurs CPU, GPU et AI, réduisant l'empreinte des puces et augmentant l'efficacité de calcul pour les centres de données, l'IA bord et les processeurs mobiles next-gen.

Le marché du empilage 3D basé sur l'industrie de l'utilisateur final est divisé en électronique grand public, fabrication, communications (télécom), automobile, dispositifs médicaux/soins de santé, etc.

• Le segment de l'électronique grand public est le plus grand marché et a été évalué à 645,2 millions de dollars en 2024. Le principal facteur moteur de la croissance de l'industrie de l'électronique grand public est l'adoption croissante de smartphones, tablettes et portables intelligents haute performance couplés aux appareils ARVR. Ces appareils nécessitent un traitement compact, économe en énergie, à grande vitesse et une mémoire empilée 3D de qualité grand public comme NAND 3D et HBM ainsi que des IC logiques pour une meilleure performance et une meilleure durée de vie de la batterie. De même, les assistants personnels alimentés par l'IA, les écrans haute résolution et les smartphones multicaméra disposent de capteurs d'image avancés et d'accélérateurs d'IA qui sont améliorés avec le gerbage 3D en raison des besoins élevés en flux de données et de l'efficacité énergétique. Pour les gadgets de consommation gen suivants, l'emballage 3D et les copeaux empilés sont utilisés par des entreprises de premier plan comme Apple, Samsung et Qualcomm pour faciliter l'amélioration du traitement graphique, le calcul rapide et la connectivité 5G lisse.
• Le segment des communications (télécom) devrait croître avec un TCAC de 21,3 % au cours de la période de prévision. L'expansion des réseaux 5G, des centres de données et de l'infrastructure sans fil de la prochaine génération conduit de façon significative à l'adoption du cumul 3D dans l'industrie des communications. Le besoin croissant de faible latence, de traitement de données à grande vitesse et d'amélioration de l'intégrité du signal a conduit à l'adoption de composants RF à piles 3D, de processeurs de réseau pilotés par l'IA et de solutions de mémoire à haute performance. Les interconnexions 3D TSV et les technologies de liaison hybride améliorent encore les stations de base 5G, les émetteurs-récepteurs optiques et les architectures NoC, grâce au transfert rapide de données et à une faible utilisation de la puissance. L'infrastructure de télécommunications moderne repose largement sur des processeurs et des solutions de mémoire en 3D pour répondre à la demande croissante de technologies de calcul en nuage, d'appareils IoT et de réseaux de bord, qui nécessitent des architectures de calcul à haute vitesse et efficaces.

Les États-Unis ont dominé le marché du cumul 3D, représentant 486 millions de dollars en 2024. La demande croissante de calcul haute performance (HPC), les accélérateurs d'IA et l'efficacité des centres de données sont les principaux moteurs de croissance du marché dans la région.

Par exemple, selon le rapport Statista, les revenus générés par le marché des puces AI aux États-Unis représentaient 53,7 milliards de dollars en 2023 et devraient croître avec un TCAC de plus de 30 % d'ici 2024, atteignant 71 milliards de dollars. L'adoption généralisée de la mémoire haute bande (HBM), des accélérateurs d'IA et des technologies d'intégration hétérogènes, a contribué de manière significative à l'expansion du marché. En outre, les principales entreprises de la région investissent dans des architectures basées sur des chipset et dans des empilements via silicone (TSV) afin d'améliorer les performances, l'efficacité énergétique et l'évolutivité des charges de travail de l'IA et du cloud computing, ce qui favorise la croissance du marché.

• Le marché allemand du cumul 3D devrait croître avec un TCAC de 20,8 % au cours de la période de prévision. L'Allemagne dispose d'une industrie automobile forte, qui nécessite des semi-conducteurs performants et économes en énergie pour le développement de véhicules électriques (EV), la conduite autonome et l'ADAS (système avancé d'assistance au conducteur), qui soutient la croissance du gerbage 3D, car il permet une densité de transistors plus élevée et un traitement plus rapide des données. En outre, l'avancement rapide de l'Industrial 4.0 soutenu par le leadership allemand et la technologie de l'informatique de pointe conduit à l'augmentation de la mise en œuvre de puces en 3D dans les systèmes industriels IoT.
• Le marché du cumul 3D en Chine devrait atteindre 1 milliard de dollars d'ici 2034. La croissance du marché est due à l'expansion rapide de la fabrication nationale de semi-conducteurs, qui est soutenue par la présence de politiques gouvernementales telles que les initiatives « Make in China 2025 ». En outre, le leadership du pays dans les applications d'IA et d'IoT, qui dépendent de la mémoire à haute bande passante (HBM) et de l'intégration hétérogène, ainsi que de l'augmentation de la demande pour les processeurs d'IA, les puces 5G et l'électronique autonome des véhicules, qui conduit à l'adoption d'une intégration 3D avancée de niveau wafer, contribue encore à la croissance du marché.
• En 2024, le marché japonais des empilements 3D représentait 70,5 millions de dollars. La croissance de la demande de marché est soutenue par le leadership du pays dans la R-D sur semi-conducteurs et l'innovation en microélectronique est à l'origine de l'adoption de la technologie TSV 3D. De plus, l'incorporation de mémoire DRAM et NAND empilées 3D pour le data center et les consoles de jeu soutient la croissance du marché. De plus, la demande croissante de capteurs et de technologies informatiques de haute performance provenant de l'automobile, de l'électronique, des processeurs AI et des appareils AR/VR est à l'origine de l'expansion du marché.
• Le marché indien du cumul 3D devrait connaître une croissance de plus de 25,5 % au cours de la période de prévision. L'expansion rapide des capacités de fabrication et d'emballage de semi-conducteurs ainsi que la mise en œuvre d'initiatives gouvernementales telles que les programmes « Make in India » et « PLI » (Production Linked Incentives) sont les principaux moteurs de croissance dans la région. De plus, la croissance du secteur de la fabrication électronique, y compris les smartphones et les appareils IoT, propulse la demande d'IC économique. En outre, la montée en puissance des réseaux 5G, de l'informatique en nuage et des applications alimentées par l'IA a encore alimenté la demande d'infrastructures de puces à haute densité et économes en énergie grâce à l'intégration 3D, qui sont autant de moteurs de la croissance du marché dans la région.

Part de marché en 3D

Le marché est très concurrentiel et fragmenté avec la présence d'acteurs mondiaux établis ainsi que d'acteurs locaux et de startups. Les 4 principales entreprises de l'industrie mondiale du gerbage 3D sont TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company)., Intel Corporation, Samsung Electronics et AMD (Advanced Micro Devices), représentant collectivement une part de marché de 35,3%. Les principales entreprises du marché investissent dans des solutions d'emballage de pointe telles que l'intégration hétérogène, la mémoire à haute bande passante (HBM) et la liaison wafer to wafer pour améliorer la performance des puces, tout en réduisant la consommation d'énergie et l'empreinte. De plus, la demande croissante d'IA, de calcul haute performance (HPC) et d'applications 5G pousse l'adoption d'architecture empilée 3D. En outre, l'avancement de la technologie a conduit à l'innovation, comme par le biais de Silicon Via (TSV), le collage hybride et l'emballage au niveau des wafers (FOWLP), qui deviennent cruciaux dans l'extension de Moores Law.

L'expansion du marché de l'IA, de l'IoT et de l'électronique automobile pousse davantage la demande de puces à haute densité et économes en énergie, qui place le gerbage 3D comme technologie critique. De plus, l'initiative croissante du gouvernement comme la loi américaine CHIPS et la stratégie européenne de semi-conducteurs poussent davantage plusieurs marques à investir dans des capacités d'emballage 3D nationales pour renforcer le paysage concurrentiel des régions.

TSMC=3D La plateforme FabricTM intègre les technologies frontend (SoIC) et backend (CoWoS®, InFO), ce qui permet des conceptions flexibles à base de copeaux. Cela permet aux clients de combiner la logique, la mémoire et les matrices de spécialité en modules compacts et performants. L'entreprise réutilise des « puces » sur des nœuds matures (p. ex. composants analogiques/RF) tout en concentrant les nœuds avancés sur la logique, réduisant les coûts jusqu'à 30 %.

Les compteurs Intel avec des innovations exclusives comme le gerbage 3D Foveros et les transistors CMOS 3D, qui réduisent la latence de 15% et la consommation d'énergie de 25% dans les charges de travail HPC. Son intégration verticale permet un contrôle plus strict sur les performances du cache 3D, permettant d'atteindre la parité sur le marché pour les data centers et la formation AI. Cette société se concentre sur les percées architecturales comme les transistors de nanofeuilles empilés (30 à 50% plus denses que les rivaux) et la R&D dans les caches SRAM 3D pour rivaliser avec la série X3D AMD.

Sociétés de marché 3D Stacking

L'industrie du gerbage 3D compte plusieurs acteurs importants, dont :

• AMD
• Technologie Amkor
• ASE Technology Holding
• Broadcom
• Graphique
• IBM
• Renseignements
• Groupe JCET
• Kioxia
• Technologie Marvell
• Technologie micron
• NVIDIA
• Technologies OmniVision
• Samsung Electronics
• SK Hynix
• Semiconductor Sony Solutions
• ESPIL
• TSMC
• Numérique occidental
• Xilinx

Nouvelles de l'industrie en 3D

• En janvier 2025, Dreambig Semiconductor s'est associé à Samsung Foundry pour développer la plate-forme d'étiquette de puces MARS leader dans le monde avec l'introduction du Hub de puces et des puces de réseau IO. Grâce au partenariat qui inclut la technologie de processus SF4X FinFET et l'empilage de puces 3D avancées, Samsung Foundry tire parti de sa vaste expérience en packaging avancé de mémoire HBM pour collaborer avec Dreambig Semiconductor.
• En août 2024, TSMC a introduit sa gamme de technologies 3DFabric qui comprend à la fois des technologies de connexion de front et de backend 2D et 3D. Les technologies frontales TSMC-SoIC® (System on Integrated Chips) mettent en œuvre la précision et les méthodologies nécessaires pour empiler le silicium 3D. Le processus d'empilement des matrices implique des technologies Chip-on-Wafer (CoW) et Wafer-on-Wafer (WoW) qui permettent l'empilement 3D de types identiques et différents de matrices.
• En novembre 2024, Lightmatter a conclu un partenariat stratégique avec Amkor Technology pour fournir aux clients le plus grand complexe de puces 3D alimenté par la technologie PassageTM de Lightmatter. Lightmater et Amkor Technology s'associent pour mettre au point un nouveau moteur photonique muni de 3D qui répond aux exigences en matière de charge de travail en matière d'IA en améliorant l'interconnexion et la gestion de la puissance.

Le rapport d'étude de marché sur le cumul 3D couvre en profondeur l'industrie. avec des estimations et des prévisions en termes de recettes (en millions de dollars américains) de 2021 à 2034, pour les segments suivants:

Par méthode

• Die-to-Die
• Die to Wafer
• Wafer-to-Wafer
• Chip-to-Chip
• Chip-to-Wafer

En interconnectant la technologie

• Bride hybride 3D
• TSV 3D (via le silice)
• Intégration monolithique 3D

Par type de périphérique

• IC logiques
• Imagerie & Optoélectronique
• Dispositifs de mémoire
• MEMS/capteurs
• LED
• Autres (RF, photonique, signaux analogiques et mixtes et appareils électriques)

Par l'industrie d'utilisation finale

• Électronique grand public
• Industrie manufacturière
• Communications (télécommunications, centres de données et HPC)
• Automobile
• Instruments médicaux/soins de santé
• Autres (Militaire et Défense, Aviation

Les informations ci-dessus sont fournies pour les régions et les pays suivants:

• Amérique du Nord
  • États-Unis
  • Canada
• Europe
  • Allemagne
  • Royaume Uni
  • France
  • Espagne
  • Italie
  • Belgique
• Asie-Pacifique
  • Chine
  • Inde
  • Japon
  • Australie
  • Corée du Sud
• Amérique latine
  • Brésil
  • Mexique
  • Argentine
• Moyen-Orient et Afrique
  • Arabie saoudite
  • Afrique du Sud
  • EAU