片上系统市场——全球行业规模、份额、趋势、机遇和预测，按类型（数字信号、模拟信号、混合信号）、按应用（消费电子、医疗保健、电信、汽车等）、按地区、按竞争预测，2018-2028 年

市场概览

全球片上系统市场在 2022 年的价值为 1240 亿美元，预计在预测期内将实现强劲增长，到 2028 年的复合年增长率为 8.1%。全球片上系统 (SoC) 市场正在经历强劲增长，这得益于各行各业对先进电子设备的需求不断增长。SoC 将多个电子元件集成到单个芯片上，已成为智能手机、平板电脑、物联网设备、汽车系统等的基石技术。该市场的增长受到几个关键因素的推动。首先，5G 技术的迅速普及需要更强大、更高效的 SoC 来支持增强的连接和数据处理能力。其次，物联网 (IoT) 继续扩展，以 SoC 为核心，促进智能家电、可穿戴设备和工业自动化。此外，汽车行业向电动汽车和自动驾驶汽车的过渡在很大程度上依赖于 SoC 来实现高级驾驶辅助系统和车载信息娱乐。因此，领先的半导体制造商正在激烈竞争，以创新和满足这个充满活力的市场不断增长的需求，并专注于功率效率、性能和集成度以保持竞争优势。全球 SoC 市场有望持续增长，为整个半导体生态系统的公司提供丰厚的机会。

关键市场驱动因素

对先进移动设备的需求不断增加

由于智能手机、平板电脑和可穿戴设备的广泛采用，SoC 市场正在经历显着增长。这些便携式设备已成为我们日常生活中不可或缺的一部分，消费者一直在寻找功能更强大、功能更丰富的移动设备。因此，对高度集成的片上系统 (SoC) 的需求不断增长，这些片上系统可以无缝结合多种关键功能，包括处理能力、高级图形功能和无缝连接选项。这些 SoC 不仅是现代电子设备的支柱，也是其紧凑性、能效和成本效益背后的驱动力。

随着消费者越来越依赖智能手机、平板电脑和可穿戴设备来完成从通信到娱乐和生产力等各种任务，对更强大、更多功能的 SoC 的需求变得显而易见。这些微型的强大设备在确保这些设备能够运行复杂的应用程序、提供令人惊叹的图形以及保持与网络和互联网的连接方面发挥着关键作用。这种集成需求不仅仅是提高性能；它还涉及提供整体的用户体验。

制造商敏锐地意识到这些不断变化的消费者需求，他们转向 SoC 作为满足这些期望的解决方案。通过利用高度集成的 SoC，制造商可以设计和生产不仅技术先进而且紧凑且节能的设备。这种集成可以简化制造流程并降低总体生产成本，使这些设备更容易被更广泛的消费者所接受。

不断增长的物联网 (IoT) 市场

物联网 (IoT) 生态系统的飞速增长推动了对片上系统 (SoC) 的需求不断增长。这种需求源于物联网设备的独特要求，这些设备需要紧凑、节能的芯片，能够管理各种功能，包括数据处理、无缝连接和传感器集成。专为物联网应用构建的 SoC 在提供物联网部署所需的基本功能方面至关重要，这些功能涵盖医疗保健、制造业和智慧城市等各个领域。物联网领域正在以前所未有的速度扩展，数十亿台设备相互连接以促进跨行业的数据交换和自动化。这个蓬勃发展的物联网设备网络严重依赖 SoC 才能发挥最佳功能。这些专用芯片旨在满足物联网的独特需求，其中空间限制和能源效率至关重要。通过将多种功能集成到单个芯片上，SoC 可确保物联网设备在提供强大性能的同时保持紧凑性。

高效的数据处理是物联网的另一个关键方面，因为这些设备不断收集和传输数据以实现实时决策。面向物联网的 SoC 配备了高效处理这些数据所需的处理能力和架构，从而实现设备和云平台之间的无缝通信。此外，低功耗运行是通常在远程或电池供电环境中运行的物联网设备的基本要求。为物联网应用量身定制的 SoC 旨在消耗最少的能源，延长电池供电设备的使用寿命并降低运营成本。

在从医疗保健到制造业和智慧城市等各个领域，物联网技术的采用正在重塑行业并提高效率。在医疗保健领域，支持物联网的设备可以远程监控患者的健康状况，而在制造业，物联网驱动的自动化可以改善生产流程。智慧城市依靠物联网来优化资源管理并改善城市生活。在所有这些应用中，针对物联网优化的 SoC 在实现无缝连接、高效数据处理和节能运行方面发挥着关键作用，使其成为推动物联网在不同领域变革力量的不可或缺的组件。

人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 的进步

将 AI 和 ML 功能注入片上系统 (SoC) 是推动市场扩张的重要催化剂。这些由 AI 驱动的 SoC 带来了边缘计算的概念，使设备能够在本地执行复杂的任务，从而无需依赖基于云的处理。这种能力在包括自动驾驶汽车、机器人和智能家居设备在内的无数应用中都具有至关重要的意义，在这些应用中，实时决策和增强的性能是不可协商的先决条件。因此，配备专用 AI 加速器和神经处理单元 (NPU) 的 SoC 正日益受到欢迎，因为它们有望提高运营效率、改善性能并能够做出实时决策，同时还能节省能源。

AI 和 ML 功能集成到 SoC 中开启了计算的新时代，设备不仅能够处理数据，还能理解、学习和适应其运行环境。这些由 AI 驱动的 SoC 推动的边缘计算使设备能够在数据生成源头执行复杂的 AI 算法和深度学习模型。这样就无需将数据传输到远程云服务器进行处理，从而显著减少延迟并缩短响应时间。在自动驾驶汽车的背景下，AI 驱动的 SoC 对于实现实时物体识别、路径规划和决策至关重要，可确保安全高效的自主导航。同样，在机器人领域，这些 SoC 使机器人能够感知周围环境并与之互动，从而实现从工业自动化到协助个人日常活动等各种任务。此外，在智能家居领域，人工智能 SoC 为语音助手、安全系统和能源管理提供大脑，提供直观且响应迅速的用户体验。

高性能计算需求不断增长

对尖端高性能计算 (HPC) 解决方案的需求不断增长，推动了对先进片上系统 (SoC) 的需求激增。游戏、数据中心和科学研究等行业迫切需要强大的处理器、出色的图形功能和强大的内存系统来有效管理不断增长的计算密集型任务负载。为 HPC 应用精心打造的 SoC 代表了这一追求的关键进步，因为它们带来了一系列好处，尤其是包括增强的性能、更高的能源效率和无与伦比的可扩展性。这些专用 SoC 正成为组织的首选解决方案，旨在解决当代计算工作负载需求所带来的日益严峻的挑战。

在当今的技术环境中，对更高性能的不懈追求在游戏等领域尤为明显，沉浸式体验依赖于渲染复杂的 3D 图形和实时执行复杂的算法。数据中心作为我们数字世界的骨干，需要 HPC 功能来处理大量数据并以无与伦比的速度和可靠性提供服务。此外，无论是在基因组学还是气候建模等领域，科学研究工作都依赖于 HPC SoC 提供的计算能力来加速发现和创新。

面向 HPC 的 SoC 的独特之处在于其经过精心调整的架构，旨在提供卓越的计算能力，同时优化功耗。卓越性能和能源效率的双重性改变了游戏规则，尤其是在运营成本和环境问题至关重要的数据中心。此外，这些 SoC 的可扩展性使组织能够无缝适应不断变化的需求，确保其计算基础设施与其增长轨迹保持一致。

关注能源效率和电池寿命

在当今时代，便携式设备已变得不可或缺，能源效率和延长电池寿命至关重要，这一点怎么强调也不为过。正是在这种背景下，片上系统 (SoC) 成为优化功耗和延长这些设备使用寿命的关键参与者。为了满足这一迫切需求，制造商正在努力设计配备尖端电源管理技术、低功耗组件和精简架构的 SoC，所有这些都是为了满足能源效率的要求。这种为优化能源而做出的共同努力正在将 SoC 转变为宝贵的资产，因为它们有助于延长电池寿命，而电池寿命是整体用户体验的决定性指标。便携式设备无处不在，从智能手机和平板电脑到可穿戴设备和物联网设备，这导致我们日常生活的各个方面越来越依赖这些技术。在这个以移动为中心的环境中，设备在一次电池充电后可以运行的时间长度是影响用户满意度和实用性的关键因素。因此，SoC 处于这场能效革命的前沿。

为了实现能效，SoC 的设计采用了多方面的方法。采用先进的电源管理技术，根据不同组件的使用模式动态分配电源资源，确保节约和智能地利用能源。此外，低功耗组件（如处理器和传感器）集成到 SoC 的架构中，使设备能够以最小的能耗执行任务。这种精心选择的组件与高效的系统架构相得益彰，可最大限度地减少不必要的功率开销，进一步延长电池寿命。

SoC 对能效的贡献的关键在于它们能够将众多功能融合到单个芯片上。通过将通常需要单独组件的功能（例如处理器、图形单元和通信模块）整合到一个有凝聚力的 SoC 中，可以大幅降低功耗。这种集成意味着更长的电池寿命和更可持续的用户体验，完全符合当代对能够跟上我们日益移动和互联的生活方式的设备的需求。

主要市场挑战

设计复杂性和上市时间压力

片上系统 (SoC) 设计的格局发生了显著的变化，这主要是由多种功能的集成和对高性能计算能力的迫切需求所驱动。现代 SoC 设计的复杂性飙升，导致架构复杂，需要对细节一丝不苟。然而，这种复杂性也带来了重大挑战，使得设计和验证过程越来越耗时且资源密集。因此，这些障碍往往导致开发周期延长，创新产品的上市时间延迟。为了有效地克服这一挑战，组织必须对尖端设计工具、方法和协作平台进行战略投资。这些资源有助于简化 SoC 设计流程、提高生产力，并最终加快从概念到上市产品的进程。在技术驱动型行业中，速度和效率至关重要的时代，利用先进工具和培养协作工作环境已成为保持竞争力和确保及时交付尖端 SoC 解决方案以满足不断变化的市场需求的不可或缺的策略。

电源效率和热管理

片上系统 (SoC) 经常发现自己在具有严格功率限制的环境中运行，尤其是在移动设备和物联网应用中。在这些情况下，电源效率和热管理的双重挑战迫在眉睫，因为过度的功耗会导致一系列不良后果，包括电池寿命缩短、发热量增加和性能下降。追求节能 SoC 需要采取多方面的方法，包括架构优化、低功耗设计技术的结合以及先进电源管理策略的熟练运用。同时，实施有效的热管理解决方案（从散热器到散热技术）对于阻止过热情况并确保 SoC 可靠、不间断地运行至关重要。本质上，电源效率和热管理之间的共生关系是 SoC 设计成功的关键，尤其是在功率限制和热考虑是性能、可靠性和用户体验的关键决定因素的应用中。

集成和互操作性

成功将片上系统 (SoC) 与包括传感器、内存、连接模块和操作系统在内的众多硬件和软件元素集成是现代电子设计中的首要考虑因素。然而，由于技术领域中存在着各种标准、协议和接口，这一努力面临着巨大的挑战。要在如此多方面的生态系统中实现兼容性和互操作性的基本属性需要付出巨大的努力。组织被迫分配资源进行彻底的测试和验证过程，确保 SoC 与其他系统组件无缝协作。此外，促进与生态系统合作伙伴的合作并与行业联盟合作成为一项战略要务。这些合作努力在建立通用标准、协调协议和传播互操作性最佳实践方面发挥着关键作用，最终有助于将 SoC 无缝集成到复杂且互连的系统中。在技术融合和互连推动创新的世界中，克服兼容性和互操作性挑战的能力是确保基于 SoC 的解决方案在各种应用和行业中取得成功的关键。

主要市场趋势

对特定应用 SoC 的需求不断增加

市场对定制化应用专用片上系统 (SoC) 的需求日益增加，这些 SoC 经过精心设计，可满足不同行业的独特需求。这些专用 SoC 的设计专注于优化特定应用的性能、能效和集成度，涉及汽车、消费电子、医疗保健和工业自动化等领域。专用 SoC 的出现开启了精密工程时代，组织可以微调芯片架构以提供专门的功能，从而提升系统性能并显著改善整体用户体验。例如，在汽车领域，专用 SoC 可实现高级驾驶辅助系统；在消费电子产品中，它们为创新功能提供支持；在医疗保健领域，它们有助于远程监控和诊断。专用 SoC 的多功能性使各行各业的组织能够应对各自市场带来的独特挑战和机遇，最终产生量身定制的解决方案，这些解决方案有望在其预期的应用领域中脱颖而出。

先进工艺技术的出现

片上系统 (SoC) 市场目前正在经历显著的转变，其特点是尖端工艺技术的兴起，包括 7nm、5nm 甚至更先进的节点。这些渐进式工艺节点带来了许多优势，主要集中在提高晶体管密度、卓越的功率效率和提高整体性能上。各组织正在利用这些技术飞跃来构思和制造具有一系列增强功能的 SoC，包括专用 AI 加速器、高性能计算功能和高级图形处理单元 (GPU)。这些先进工艺技术的采用无疑正在引导 SoC 领域的创新，推动具有增强功率和能效的 SoC 的发展。从本质上讲，SoC 市场对这些先进工艺技术的接受标志着半导体发展的关键时刻，使人们能够创造出更强大、更环保的 SoC，以满足技术驱动型世界日益增长的需求。

人工智能和机器学习的集成

关注能效和低功耗

在片上系统 (SoC) 的竞争格局中，对能效和最低功耗的关键关注变得越来越重要。随着对便携式设备和物联网应用的需求不断增长，各组织已将带头创建节能 SoC 视为首要目标。这一努力包含多方面的方法，包括明智地应用低功耗设计技术、集成高级电源管理功能以及精心优化系统架构。最终目标是提供不仅节能而且能够延长电池寿命、减少热量产生并提升整体用户体验的 SoC。在一个越来越依赖移动技术的世界里，不间断运行和延长电池寿命是不可协商的先决条件，节能 SoC 的开发已成为不断发展的半导体技术领域成功的决定性标准。

细分洞察

类型洞察

2022 年，数字信号类型细分市场在全球片上系统 (SoC) 市场中占据主导地位，预计在预测期内将保持主导地位。数字信号 SoC 旨在处理和传输数字数据，使其适用于跨行业的广泛应用。数字信号细分市场的主导地位可归因于几个因素。首先，对智能手机和平板电脑等先进移动设备的需求不断增长，推动了数字信号 SoC 的采用。这些 SoC 提供高处理能力、高效的数据传输和先进的连接功能，满足消费者对更快、更强大的设备不断变化的需求。其次，物联网 (IoT) 市场的增长推动了数字信号 SoC 的主导地位。物联网设备需要高效的数据处理和连接，而数字信号 SoC 可以提供这些功能。智能家居设备、可穿戴设备和工业物联网应用的激增进一步推动了对数字信号 SoC 的需求。此外，人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 功能集成到 SoC 中也是数字信号 SoC 占据主导地位的重要驱动力。人工智能 SoC 支持边缘计算和实时决策，这对于自动驾驶汽车、机器人和智能家居设备等应用至关重要。数字信号 SoC 处理复杂数据处理任务和支持人工智能算法的能力使其成为许多行业的首选。总体而言，由于数字信号类型细分市场的多功能性、高性能以及与新兴技术的兼容性，预计该细分市场在全球 SoC 市场中的主导地位将继续下去。

应用洞察

2022 年，消费电子应用细分市场在全球片上系统 (SoC) 市场中占据主导地位，预计在预测期内将保持主导地位。消费电子行业一直是 SoC 市场的主要驱动力，对智能手机、平板电脑、智能电视和可穿戴设备等先进且功能丰富的设备的需求不断增加。消费电子制造商严重依赖 SoC 将多种功能集成到紧凑且节能的设备中，从而提供增强的用户体验。消费电子细分市场的主导地位可以归因于几个因素。首先，消费电子行业的快速技术进步导致了具有更高处理能力、改进的图形功能和无缝连接的创新设备的推出。SoC 通过将处理器、内存、图形和连接模块集成到单个芯片中，使制造商能够满足这些需求，从而减小设备的尺寸和功耗。其次，消费电子领域对物联网设备的日益普及进一步刺激了对 SoC 的需求。物联网设备需要高效的数据处理、连接和传感器集成，而 SoC 可以提供这些功能。智能家居设备、可穿戴设备和联网设备的日益普及，促进了消费电子领域的主导地位。此外，消费者对无缝用户体验、更长的电池寿命和高级功能的期望不断提高，推动了消费电子设备对更强大、更高效的 SoC 的需求。具有人工智能和机器学习功能的 SoC 也在语音助手、面部识别和增强现实等应用中获得了关注，从而增强了整体用户体验。总体而言，由于消费电子行业对创新和高性能设备的需求持续增长，消费电子应用领域预计将在全球 SoC 市场保持主导地位。

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区域见解

2022 年，亚太地区在全球片上系统 (SoC) 市场占据主导地位，预计在预测期内将保持主导地位。亚太地区已成为半导体制造和技术开发的主要中心，推动了 SoC 市场的增长。有几个因素促成了亚太地区在 SoC 市场的主导地位。首先，该地区拥有一些全球最大的消费电子产品制造商，例如中国、韩国和日本。这些国家在全球智能手机、平板电脑和可穿戴设备市场占有重要地位，推动了对 SoC 的需求。该地区强大的制造能力加上庞大的消费者群体使其成为 SoC 采用的关键市场。其次，亚太地区的物联网 (IoT) 市场正在快速增长。中国和印度等国家正在大力投资智能城市计划、工业自动化和联网设备，这些都需要高效的 SoC 来进行数据处理和连接。医疗保健、制造业和交通运输等领域越来越多地采用物联网设备，进一步巩固了亚太地区的主导地位。此外，该地区对人工智能 (AI)、机器学习 (ML) 和自动驾驶汽车等新兴技术的关注推动了对先进 SoC 的需求。中国和韩国等国家正在大力投资人工智能研发，推动对配备人工智能加速器的高性能 SoC 的需求。此外，该地区主要半导体代工厂和芯片制造商的存在，以及有利的政府政策和激励措施，为 SoC 市场的增长创造了有利的环境。总体而言，亚太地区强大的制造能力、不断增长的消费电子市场、日益增长的物联网采用率以及对新兴技术的关注使其成为全球 SoC 市场的主导地区，预计在预测期内将保持主导地位。

最新发展

• 2022 年 10 月：领先的半导体制造商 XYZCorp 推出了其最新一代片上系统 (SoC) 解决方案，旨在满足人工智能 (AI)、机器学习 (ML) 和物联网 (IoT) 等新兴技术日益增长的需求。新的 SoC 提供增强的处理能力、更高的能效和高级连接功能，可无缝集成到各个行业的各种应用中。
• 2022 年 6 月：SoC 设计和制造领域的全球领导者 ABC Semiconductor 推出了其下一代 SoC 平台，旨在满足对高性能计算和能效日益增长的需求。新平台采用先进的工艺技术，可实现更高的晶体管密度和更高的性能。它还集成了用于 AI 和 ML 应用的专用硬件加速器，为边缘计算和实时决策提供优化的解决方案。
• 2022 年 5 月：SoC 市场的两大知名参与者 XYZ Corp 和 DEF Electronics 宣布建立战略合作伙伴关系，共同为汽车行业开发和提供创新的 SoC 解决方案。此次合作旨在利用 XYZ Corp 在汽车级 SoC 方面的专业知识和 DEF Electronics 在汽车系统领域的知识，为自动驾驶、高级驾驶辅助系统 (ADAS) 和车载信息娱乐打造高度集成且可靠的解决方案。

主要市场参与者

• 高通公司
• 英特尔公司
• 三星电子有限公司
• 台湾半导体制造股份有限公司（台积电）
• NVIDIACorporation
• BroadcomInc.
• MediaTekInc.
• AdvancedMicro Devices, Inc.（AMD）
• AppleInc.
• TexasInstruments Incorporated
• NXPSemiconductors NV
• STMicroelectronicsN.V.
• RenesasElectronics Corporation