3D 堆叠市场大小 - 通过方法, 通过互联技术, 通过设备类型, 通过终端使用工业 - 全球预测, 2025 - 2034年

3D 堆叠市场大小

全球3D堆栈市场在2024年的价值为18亿美元,估计增长为21.1%,到2034年达到118亿美元。 市场的增长归因于消费电子行业的增长以及高性能计算(HPC)需求的增加。

消费电子工业的增长是3D堆栈市场的主要增长驱动力. 例如,根据Statista,全球电子消费品市场产生的收入为9,777亿美元,预计到2029年CAGR增长2.9%。 现代消费电子产品,如智能手机,可穿戴设备,AR/VR设备,游戏控制台,以及智能家用设备,需要先进的半导体解决方案,以提高性能,同时保持紧凑的设计.

此外,由于设备越来越依赖高速数据处理,3D NAND和DRAM内存解决方案提供了更高的带宽和较低的耐久性,使得它们对于智能手机,AI动力助手和游戏控制台至关重要. 随着5G和IOT互联互通的快速扩展,消费电子对低纬度,高速通信能力的需求. 3D堆叠可以增强RF芯片,内存,和处理器,确保更好的信号处理和实时数据处理.

对高性能计算(HPC)功能的不断增长的需求是3D堆叠市场增长的一个主要因素. 3D堆栈在HPC中的关键优势之一是数据传输速度和处理效率的显著提高. 通过垂直整合多层逻辑,内存,和通过使用通过-硅通道(TSV)和混合连接的互联互通,3D-stacked芯片将电信号必须行驶的距离最小化,降低空闲度和能量消耗. 此外,数据中心和云计算服务正越来越多地采用三维式解决方案来处理数据的指数增长。 另外,随着5G网络,边缘计算和元器件的扩展,对高性能,节能计算解决方案的需求继续激增. 由于对高性能,节能计算的需求在AI,云计算,科研,自主系统等行业不断上升,3D堆叠仍然是驱动下一代HPC架构的关键技术.

3D 叠加市场趋势

• 市场注重采用混合联动. 企业现在投资3D堆叠芯片用于混合键搭配,将金属与金属连接,将二电连接到二电接口,以减少互联阻力,增强信号完整性. 这一趋势确保了功率效率,性能和规模的提高,这使得AI加速器,HPC处理器和高速内存解决方案成为理想.
• 快速采用3D堆叠式非挥发性内存(NVM),如3D NAND & 3D XPoint,以满足对低功率和高速内存解决方案日益增长的需求,是市场观察到的一大趋势. Micron,Kioxia,三星等多家公司正在投资下一代3D NAND架构,以提高存储密度和性能. 随着边缘设备处理大量实时数据,3D Stacked NVM会减少空闲性和电力消耗,从而能够更快地进行本地决策.
• 3D堆栈市场观察到的另一个重要趋势是,为国防、关键基础设施和IOT设备的硬件级安全开发安全强化的3D堆栈架构。 这些先进的3D堆叠芯片降低了数据破损和网络攻击的风险. 此外,安全硬件飞地在军事级处理器、区块链应用程序和边缘AI中迅速流行,以确保增强数据完整性和加密。

3D 堆叠市场分析

基于互联互通技术的3D堆栈业被双联成3D混合键,3D TSV(Trough-Silicon Via),单联3D集成.

• 3D TSV(通过硅维)部分是最大的市场,2024年价值为7.983亿美元。 3D TSV部分由于包括HPC系统和数据中心在内的各种计算平台需要极快的内存兼容性与低延迟性能,因此增长显著. 自主车辆制造商和高级驾驶员协助系统是低功率和高速集成要求不断提高的主要驱动力。 5G网络和IOT设备的快速扩展推动了市场扩张,因为新的芯片在处理高数据传输率的同时需要小而高效.
• 3D混合连接部分是增长最快的市场,预计在预测期间将增长22.3%。 3DHybrid Bonding是一种关键的突破性技术,它特别有利于基于芯片的架构和下一代AI处理器. 混合连接将铜直接连接到铜上,铜达到更密集的互联能力,同时降低电源需求,提高热能. 该技术是神经形态计算系统、高性能AI处理器和即将到来的HBM & DRAM应用的最佳选择。 AMD,英特尔,TSMC,三星等多家公司进行大量投资,采用基于芯片的架构,选择混合连接作为模块计算平台的首选互联方法.

基于互联互通技术的3D堆栈市场被双联成死对死,死对死,瓦夫对瓦夫,芯片对瓦夫,芯片对瓦夫.

• 死对死是最大的市场,在2024年价值为7.28亿美元。 死对死(D2D)互联部分的扩展是由于它越来越多地在基于芯片的系统中使用,其中几个死是相互联系的,以作为一个单一系统工作. 这一策略支持高性能计算(HPC),AI加速器,数据中心处理器的创新,具有更好的灵活性,可伸缩性和功率效率. AMD,英特尔,TSMC等几家公司是一些主要半导体公司,正在采用死对死互联解决方案. 这些公司正在迅速采用3D混合保税、高级包装(Foveros、X3D和CoWOS),以增加吞吐量、降低耐久性并改善热管理。
• wafer-to-wafer部分是增长最快的市场,预计在预测期间将增长22.8%的CAGR。 W2W互联显示市场迅速增长,因为它们提供了高产制造和微型互联点,使它们在图像传感器技术、内存整合和神经形态处理应用方面成为理想。 W2W连接实现高配对精度,降低互联中的阻力,提高功率效率以满足低功率AI系统,密集的DRAM堆叠,小型可穿戴技术设备的要求. 下一代单体3D集成通过W2W联结成为可能,因为它可以在子-5nm和3nm半导体节点过渡期间使逻辑层和内存层实现直接的wafer级结合.

基于设备类型的3D堆栈市场被分割成逻辑IC,成像和光电子,内存设备,MEMS/传感器,LED等.

• 内存装置部分是最大的市场,2024年价值为5.466亿美元. AI,云计算,HPC等数据重力应用的快速崛起,推动了3D NAND,HBM,DRAM等3D存储设备的需求. 随着快速低纬度内存解决方案需求的增长,三星,Micron,SK Hynix等公司正在大量投资3D NAND堆栈和基于TSV的HBM,以提高内存密度,节省能量. 另外,5G,边缘计算和自驾车系统的普及也增加了节能和高容量内存设计的需求. 3D-stacked内存能确保多个内存层的平稳连接,提供更多存储空间更快的数据传输,以及更好的功率使用. 这些功能对于现代应用至关重要,例如实时AI处理,浸泡游戏,以及高速联网.
• 逻辑ICs段是增长最快的市场,预计在预测期间将增长22.8%的CAGR. AI,机器学习(ML)和不同计算工作量日益复杂,正在推动对3D堆叠逻辑IC的需求,特别是对处理器,FPGA和AI加速器的需求. AMD,英特尔,NVIDIA等多家公司正在利用逻辑ICs中的3D堆栈来增强处理功率,减少信号延迟,提高互联效率. 3D逻辑堆栈可以更好地集成CPU,GPU和AI核心,减少芯片脚印,提高数据中心,边缘AI和下源移动处理器的计算效率.

基于终端用户行业的3D堆栈市场分为消费电子,制造,通信(电信),汽车,医疗器械/保健等.

• 消费电子产品是最大的市场,2024年价值为6.452亿美元。 消费电子行业增长的主要驱动因素是越来越多地采用高性能智能手机、平板电脑和智能可穿戴设备以及抗逆转录病毒药物。 这些设备需要紧凑,节能,高速的处理,以及消费级的3D堆叠内存,如3D NAND和HBM,以及逻辑ICs,以提高设备性能和电池寿命. 同样,AI为个人助理提供动力,高分辨率显示,以及多相机智能手机有先进的图像传感器和AI加速器,由于高数据流要求和能效,这些加速器被增强为3D堆叠。 对于下一个基因消费者设备,苹果、三星和Qualcomm等主要公司正在使用3D包装和堆叠芯片,以促进改进图形处理、快速计算和平滑5G连接。
• 通信(电信)部分预计在预测期间将增长21.3%。 5G网络、数据中心和下一代无线基础设施的扩展正在大大推动通信业的3D堆叠采用。 越来越需要低纬度,高速数据处理,信号完整性得到提高,因此采用了3D式的RF组件,AI驱动的网络处理器,以及高性能内存解决方案. 基于3D TSV的互联互通和混合连接技术正在通过快速数据传输和低功率使用,进一步改善5G基站,光学收发机,和NoC架构. 现代电信基础设施严重依赖3D式安装的处理器和内存解决方案,以满足对云计算技术、IoT设备和边缘联网日益增长的需求,这需要高效发电和高速计算架构。

美国主导3D堆栈市场,2024年占4.86亿美元. 对高性能计算(HPC)、AI加速器和数据中心效率的需求日益增加,是该区域市场的主要增长驱动力。

例如,根据Statista报告,2023年美国AI芯片市场产生的收入为537亿美元,预计到2024年CAGR将增长30%以上,达到710亿美元。 广泛采用3D-stacked高带宽存储器(HBM),AI加速器,以及多样的集成技术,大大促进了市场的扩张. 此外,本区域的主要公司正在投资于基于芯片的架构,并通过硅维(TSV)堆叠,以提高AI和云计算工作量的性能、电源效率和可扩展性,这进一步推动了市场的增长。

• 德国3D堆栈市场预计将在预测期间增长,CAGR为20.8%. 德国拥有强大的汽车工业,它需要高性能和节能的半导体来开发电动车辆(EV),自主驾驶,以及ADAS(先进的驱动辅助系统),它支持3D堆叠的增长,因为它可以使晶体管密度更高,数据处理更快. 此外,在德国领导和边缘计算技术的支持下,工业4.0的迅速发展导致在工业IoT系统中更多地采用3D式芯片。
• 中国的3D堆栈市场预计到2034年将达到10亿美元. 国内半导体制造业的迅速扩张推动了市场的增长,政府政策如“中国2025年制造”倡议支持了这种增长。 另外,该国在AI和IoT应用方面的领导地位,这些应用依赖于高带宽存储器(HBM)和多样的集成,同时对AI处理器,5G芯片和自主车辆电子产品的需求也激增,驱动采用先进的Wafer级别3D集成,这进一步推动了市场的增长.
• 日本3D堆栈市场在2024年占7050万美元. 市场需求的增长得到了国家半导体研发和微电子创新的领导的支持,驱动了3D TSV技术的采用. 此外,为数据中心和游戏控制台纳入3D堆叠的DRAM和NAND内存进一步支持了市场增长。 另外,汽车、电子、AI处理器和AR/VR设备对传感器和高性能计算技术的需求日益增加,正在推动市场扩张。
• 印度3D堆栈市场预计在预测期间以超过25.5%的CAGR增长。 半导体制造和包装能力的迅速扩大,以及诸如“印度制造”和PLI(与生产挂钩的奖励)计划等政府倡议的实施,是本区域的主要增长驱动力。 此外,该国不断发展的电子制造部门,包括智能手机和IOT设备,正在进一步推动对具有成本效益的3D存储式集成电路的需求。 此外,5G网络、云计算和AI动力应用的兴起,进一步刺激了对使用3D集成的能效高密度芯片基础设施的需求,所有这些都推动了本区域市场的增长。

3D 堆叠市场份额

市场竞争激烈,分散,既有全球角色,也有当地角色和初创企业。 全球3D堆栈行业前4名的公司是TSMC(台湾半导体制造公司),英特尔公司,三星电子公司和AMD(先进微设备),共同占35.3%的市场份额. 市场上的龙头公司正在投资于异质集成,高带宽内存(HBM)等先进的包装解决方案,并用瓦片进行粘合以提高芯片性能,同时降低功率消耗和足迹. 此外,对AI、高性能计算(HPC)和5G应用程序的需求日益增加,这推动了3D堆叠结构的采用。 此外,技术的进步也带来了创新,比如通过硅维(TSV),混合连接,以及风扇的华费级包装(FOWLP),它们正成为摩尔定律推广的关键。

AI,IoT,汽车电子市场的扩张进一步推动了对高密度和节能芯片的需求,这些芯片将3D堆叠定位为关键技术. 此外,越来越多的政府倡议,如美国CHIPS法案和欧洲半导体战略,正在进一步推动若干品牌投资国内三维包装能力,以加强区域竞争力。

TSMC的三维 FabricTM平台整合了前端(SoIC)和后端(CoWOS®,InFO)技术,实现了基于芯片的灵活设计. 这使得客户可以将逻辑,内存,和特长结合成紧凑,性能高的模块. 企业在成熟节点(如模拟/RF组件)上再利用"芯片",同时将高级节点的焦点放在逻辑上,将成本降低高达30%.

拥有Foveros 3D堆叠和3D CMOS晶体管等专有创新的Intel计数器,在HPC工作量中将耐久性降低15%,功耗降低25%. 其垂直集成可以更严格地控制3D-stacked缓存性能,实现数据中心和AI培训的在线对等. 该公司专注于堆叠的纳米表晶体管(比对手密集30–50%)和3D SRAM缓存中的研发以对抗AMD的X3D系列等建筑突破.

3D 堆放市场公司

3D堆栈业的特色是几个著名角色,包括:

• AMD (英语).
• 安科尔技术
• ASE 技术控股
• 广电
• 图表
• IBM (英语).
• 情报
• JCET 组
• 基奥西亚
• 马维尔技术
• 微型技术
• 纳米比亚
• 视觉技术
• 三星电子
• SK 希尼克斯语Name
• 索尼半导体 解决方案
• SPIL (英语).
• 技术监测中心
• 西方数字
• 锡林克斯

3D 堆叠工业新闻

• 2025年1月,Dreambig半导体公司与三星创始公司合作开发了全球领先的MARS芯片标签平台,推出了芯片枢纽和网络IO芯片. 通过包括SF4X FinFET工艺技术和先进3D芯片在瓦费尔堆叠的伙伴关系,三星铸币局利用其在HBM内存协同高级包装方面的丰富经验,与Dreambig半导体合作。
• 2024年8月,TSMC推出了他们的3DFabric系列技术,包括2D和3D前端和后端互联技术. TSMC-SoIC®(集成芯片上的系统)前端技术实施边缘硅纤维精度和三维硅堆叠所需的方法. 死堆叠过程涉及Chip-on-Wafer(CoW)和Wafer-on-Wafer(WoW)技术,这些技术可以使3D堆叠相同和不同类型的死堆.
• 2024年11月,Lightmatter与Amkor Technology建立了战略伙伴关系,为客户提供由Lightmatter的PassageTM技术提供最大3D包装芯片复合动力. Lightmatter和Amkor Technology团队通过增强互联缩放和电源管理,开发一个新的3D装订光子发动机,满足AI工作量要求.

3D堆叠市场研究报告包括对该行业的深入报道 根据2021年至2034年收入估计数和预测(百万美元), 用于下列部分:

按方法

• 死换死
• Die- to-Wafer (英语).
• 瓦费尔对瓦费尔
• 芯片对芯片
• 芯片对标签

通过互联技术

• 3D 混合键
• 3D TSV(通过硅维)
• 单体三维融合

按设备类型

• 逻辑 ICs
• 图像和光电子
• 内存设备
• MEMS/传感器
• 发光灯
• 其他(RF、光子、模拟和混合信号以及动力装置)

最终使用行业

• 消费者电子产品
• 制造业
• 通信(电信、数据中心和HPC)
• 汽车
• 医疗设备/保健
• 其他(军事和国防、航空)

现就下列区域和国家提供上述资料:

• 北美
  • 美国.
  • 加拿大
• 欧洲
  • 德国
  • 联合王国
  • 法国
  • 页:1
  • 意大利
  • 荷兰
• 亚太
  • 中国
  • 印度
  • 日本
  • 澳大利亚
  • 韩国
• 拉丁美洲
  • 联合国
  • 墨西哥
  • 美国
• 中东和非洲
  • 沙特阿拉伯
  • 南非
  • 阿联酋