Рынок многокристальных модулей — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз, сегментированный по типу (MCP на базе NAND, MCP на базе NOR, eMCP, uMCP), по отраслевой вертикали (бытовая электроника, автомобилестроение, медицинские приборы, аэрокосмическая и оборонная промышленность), по регионам и конкуренции, 2019–2029 гг.

Обзор рынка

Глобальный рынок многокристальных модулей оценивался в 1,4 млрд долларов США в 2023 году и, как ожидается, будет прогнозировать устойчивый рост в прогнозируемый период со среднегодовым темпом роста 12,7% до 2029 года. Глобальный рынок многокристальных модулей (MCM) переживает значительный подъем, обусловленный несколькими ключевыми факторами. MCM представляют собой миниатюрные электронные пакеты, которые объединяют несколько полупроводниковых чипов на одной подложке, предлагая повышенную производительность, уменьшенную занимаемую площадь и повышенную энергоэффективность. Основным катализатором роста этого рынка является растущий спрос на компактные и высокопроизводительные электронные устройства в различных отраслях, включая бытовую электронику, автомобилестроение, телекоммуникации и здравоохранение. Потребность в более мощных и компактных решениях в эпоху миниатюризации и подключения к Интернету вещей подтолкнула внедрение технологии MCM.

MCM обеспечивают эффективное управление температурой и целостность сигнала, что делает их весьма привлекательными для приложений, требующих надежной производительности в ограниченном пространстве. Кроме того, растущая тенденция технологии 5G, распространение устройств на базе искусственного интеллекта и экосистема Интернета вещей (IoT) еще больше подпитывают расширение рынка MCM. Ожидается, что непрерывная эволюция этого рынка и инновации в технологиях проектирования и производства в сочетании с растущим акцентом на интеграцию систем на кристалле (SoC) будут способствовать его росту и откроют новые возможности как для устоявшихся игроков, так и для новых участников полупроводниковой промышленности. В результате глобальный рынок MCM готов к существенному росту в ближайшие годы.

Ключевые драйверы рынка

Растущий спрос на компактные и высокопроизводительные электронные устройства

Глобальный рынок многокристальных модулей (MCM) — это растущий спрос на компактные и высокопроизводительные электронные устройства. В эпоху, когда предпочтения потребителей смещаются в сторону более мелких, более мощных и универсальных гаджетов, MCM предлагают убедительное решение. Эти миниатюрные электронные пакеты интегрируют несколько полупроводниковых чипов на одной подложке, что позволяет повысить производительность и энергоэффективность, занимая при этом минимальное физическое пространство. Эта тенденция очевидна в различных отраслях, включая бытовую электронику, где смартфоны, умные часы и планшеты становятся все более сложными и компактными. Автомобильные приложения, такие как усовершенствованные системы помощи водителю (ADAS) и электромобили, также полагаются на MCM для максимизации вычислительной мощности в ограниченном пространстве. Кроме того, спрос на более мелкие, более мощные устройства распространяется на сектор здравоохранения, где портативное медицинское оборудование и носимые устройства набирают обороты. Технология MCM не только удовлетворяет эти растущие потребности, но и способствует инновациям в проектировании и производстве электронных устройств, что делает ее ключевым фактором, стоящим за растущим мировым рынком MCM.

Развертывание технологии 5G

Глобальный рынок многокристальных модулей — это быстрое развертывание технологии 5G. С появлением сетей 5G резко возрос спрос на высокоскоростное соединение с малой задержкой, что потребовало передовых полупроводниковых решений, таких как MCM. Эти модули позволяют интегрировать несколько чипов, таких как процессоры, модемы и память, в один компактный корпус, что облегчает разработку устройств с поддержкой 5G, таких как смартфоны, базовые станции и конечные точки IoT. Переход к технологии 5G требует эффективного сочетания вычислительной мощности и энергоэффективности, и оба эти качества MCM обеспечивают превосходно. Их способность справляться со сложными задачами и оптимизировать использование пространства сделала их критически важным компонентом в экосистеме 5G. Поскольку инфраструктура 5G продолжает расширяться по всему миру, рынок MCM готов к существенному росту, обусловленному его незаменимой ролью в обеспечении следующего поколения беспроводной связи.

Рост приложений искусственного интеллекта (ИИ)

Глобальный рынок многокристальных модулей характеризуется растущей распространенностью приложений ИИ в различных отраслях. Технологии, основанные на ИИ, трансформируют такие сектора, как автономные транспортные средства, робототехника, центры обработки данных и периферийные вычисления. MCM играют ключевую роль в обеспечении высокой вычислительной мощности и эффективной обработки данных, необходимых для приложений ИИ. Эти модули объединяют специализированные чипы ИИ, универсальные процессоры и блоки памяти, создавая компактное, но мощное решение для рабочих нагрузок ИИ. MCM облегчают параллельную обработку, что имеет основополагающее значение для таких задач ИИ, как глубокое обучение и вывод нейронных сетей. Поскольку ИИ становится центральным компонентом технологического прогресса, рынок MCM переживает всплеск спроса со стороны компаний, стремящихся использовать преобразующие возможности ИИ.

Рост экосистемы Интернета вещей (IoT)

Глобальный рынок MCM представляет собой экспоненциальный рост экосистемы Интернета вещей (IoT). Устройства IoT, которые варьируются от умных бытовых приборов до промышленных датчиков, требуют компактных, энергоэффективных и высокопроизводительных чипов для обработки и передачи данных. MCM хорошо подходят для удовлетворения этих требований, обеспечивая необходимую интеграцию компонентов при экономии места и энергии. Широкое распространение устройств IoT в отраслях, включая сельское хозяйство, здравоохранение, логистику и умные города, подталкивает рынок MCM к расширению. Поскольку мир становится все более взаимосвязанным и управляемым данными, MCM играют ключевую роль в обеспечении бесперебойного функционирования устройств и сетей IoT.

Постоянные технологические достижения

Глобальный рынок многокристальных модулей — это непрерывная эволюция и совершенствование технологий проектирования и производства MCM. Полупроводниковая промышленность постоянно внедряет инновации для повышения производительности, энергоэффективности и миниатюризации электронных компонентов. MCM извлекают выгоду из этих инноваций, поскольку они становятся более универсальными, надежными и экономически эффективными. Новые технологии, такие как 3D-стекирование, усовершенствованные межсоединения и методы гетерогенной интеграции, еще больше расширяют возможности MCM. Тенденция к интеграции систем на кристалле (SoC), которая объединяет несколько функций в одном кристалле, создает новые возможности для MCM, чтобы служить в качестве межсоединений между этими интегрированными чипами. Эти постоянные технологические достижения гарантируют, что рынок MCM останется динамичным и актуальным, с многообещающей траекторией роста в обозримом будущем.

Ключевые проблемы рынка

Сложные процессы проектирования и производства

Одной из главных проблем, стоящих перед мировым рынком многокристальных модулей (MCM), является сложность процессов проектирования и производства. MCM требуют точной интеграции нескольких полупроводниковых чипов на одной подложке. Достижение этой интеграции при обеспечении оптимальной производительности и управления температурой может быть сложной задачей. Сложность конструкции MCM включает в себя соображения совместимости чипов, маршрутизации сигналов, распределения питания и рассеивания тепла. По мере развития технологий потребность в более высокой плотности чипов и передовых методах упаковки усугубляет эту проблему. Сложная природа производства MCM часто приводит к более длительным циклам разработки и увеличению производственных затрат. Эта сложность может удерживать компании от принятия технологии MCM, особенно небольшие предприятия с ограниченными ресурсами, что делает ее существенным препятствием для роста рынка.

Управление температурой и рассеивание тепла

Глобальный рынок многокристальных модулей — это управление температурой и рассеивание тепла. Поскольку несколько полупроводниковых чипов плотно упакованы в ограниченном пространстве, управление теплом, выделяемым во время работы, становится критически важным. Перегрев может привести к снижению производительности, преждевременному выходу из строя компонентов и проблемам с надежностью. Чтобы противостоять этому, MCM требуют передовых решений по управлению температурой, таких как радиаторы, распределители тепла и системы охлаждения, что увеличивает общую стоимость и сложность модулей. Обеспечение эффективного рассеивания тепла при сохранении компактного форм-фактора — постоянная инженерная дилемма. В высокопроизводительных приложениях, таких как центры обработки данных и устройства на базе искусственного интеллекта, проблема рассеивания тепла становится еще более выраженной, что требует инновационных решений для предотвращения узких мест в плане теплопередачи и обеспечения производительности и надежности.

Ограничения по стоимости и ресурсам

На глобальный рынок многокристальных модулей влияют ограничения по стоимости и ресурсам. Разработка и производство MCM могут быть более ресурсоемкими и дорогими по сравнению с традиционными однокристальными решениями. Потребность в специализированном опыте проектирования, передовых производственных процессах и дополнительных компонентах, таких как межсоединения и компоненты управления температурой, может привести к увеличению общих производственных затрат. В результате MCM могут быть менее доступны для небольших компаний с ограниченным бюджетом, что ограничивает их внедрение и проникновение на рынок. Экономическая эффективность является ключевым фактором для предприятий, а предполагаемая высокая стоимость MCM может препятствовать их широкому внедрению в определенных отраслях. Достижение баланса между производительностью, форм-фактором и стоимостью остается сложной задачей как для производителей MCM, так и для потенциальных клиентов.

Стандартизация и совместимость

Глобальный рынок многокристальных модулей нуждается в стандартизации и совместимости. Поскольку MCM включают в себя несколько чипов от разных производителей, обеспечение бесшовной совместимости и взаимодействия между этими компонентами имеет решающее значение. Отсутствие общепринятых стандартов может привести к проблемам интеграции, увеличению времени разработки и дополнительным расходам. Кроме того, разнообразный спектр приложений, которые обслуживают MCM, от бытовой электроники до автомобильной и аэрокосмической промышленности, требует индивидуальных решений для каждого случая, что затрудняет создание универсальных стандартов. Отсутствие стандартизации также может препятствовать масштабируемости и возможности повторного использования конструкций MCM в различных продуктах и отраслях. Производители и отраслевые организации должны совместно работать над созданием общих интерфейсов, руководств по проектированию и стандартов взаимодействия для упрощения интеграции MCM и стимулирования ее более широкого внедрения.

Основные тенденции рынка

Миниатюризация и эффективность использования пространства

Значительной тенденцией на мировом рынке многокристальных модулей (MCM) является неустанное стремление к миниатюризации и эффективности использования пространства. Поскольку потребительский и промышленный спрос на более мелкие и компактные электронные устройства продолжает расти, MCM все чаще принимаются в качестве решения выбора. Эти модули позволяют интегрировать несколько полупроводниковых чипов на одной подложке, сокращая физические размеры электронных компонентов. Эта тенденция особенно очевидна в таких отраслях, как бытовая электроника, где смартфоны, умные часы и другие портативные устройства требуют высокопроизводительных чипов в меньших и более изящных форм-факторах. Автомобильный сектор также принимает миниатюризацию с помощью усовершенствованных систем помощи водителю (ADAS) и электромобилей, и MCM имеют решающее значение для достижения требуемого сокращения пространства и веса. Кроме того, эта тенденция распространяется на медицинские приборы, промышленные датчики и конечные точки Интернета вещей, где MCM позволяют производителям разрабатывать компактные, но мощные решения. Миниатюризация в сочетании с преимуществами мощности и производительности MCM позиционирует их как ключевой фактор создания компактных, современных электронных устройств.

Приложения высокопроизводительных вычислений (HPC)

Еще одной важной тенденцией на мировом рынке многокристальных модулей является растущий спрос на приложения высокопроизводительных вычислений (HPC). С ростом сложности задач в таких областях, как искусственный интеллект, научные исследования и аналитика данных, потребность в передовой вычислительной мощности возрастает. MCM, интегрируя несколько полупроводниковых чипов и специализированных процессоров, предлагают вычислительную мощность, необходимую для этих задач с интенсивным использованием данных. Приложения HPC часто требуют параллельной обработки, и MCM преуспевают в этом отношении. Центры обработки данных, суперкомпьютеры и высокопроизводительные рабочие станции используют технологию MCM для удовлетворения спроса на высокопроизводительные решения. Кроме того, новые технологии, такие как квантовые вычисления, извлекают выгоду из MCM для управления и взаимодействия с различными компонентами, необходимыми для квантовых операций. Растущая зависимость от приложений HPC в различных секторах позиционирует MCM как важнейший компонент для следующего поколения вычислительных технологий.

Гетерогенная интеграция

Гетерогенная интеграция становится заметной тенденцией на мировом рынке многокристальных модулей. Эта тенденция подразумевает объединение различных типов чипов, таких как процессоры, память и специализированные ускорители, в одном MCM. Гетерогенная интеграция позволяет создавать высокооптимизированные системы, выбирая наиболее подходящие компоненты для каждой конкретной задачи. Например, MCM могут интегрировать центральные процессоры (ЦП) с графическими процессорами (ГП), ускорителями искусственного интеллекта и памятью, что приводит к хорошо сбалансированному решению для широкого спектра приложений. Такой подход позволяет создавать энергоэффективные и высокопроизводительные системы, поскольку различные чипы могут сосредоточиться на своих соответствующих задачах, сокращая передачу данных и задержку. По мере роста спроса на специализированную обработку и специализированные чипы для решения конкретных задач ожидается, что тенденция к гетерогенной интеграции в MCM будет набирать обороты во многих отраслях, включая ИИ, автономные транспортные средства и периферийные вычисления.

Передовые методы упаковки

Внедрение передовых методов упаковки является значимой тенденцией на мировом рынке многокристальных модулей. Упаковка играет решающую роль в MCM, влияя на производительность, надежность и размер. По мере развития технологий разрабатываются новые методы упаковки для решения этих проблем. 3D-укладка, сквозные кремниевые переходные отверстия (TSV) и микровыступы — вот некоторые из методов, которые обеспечивают более плотную интеграцию чипов в MCM. Эти методы также улучшают маршрутизацию сигналов, сокращают задержку и улучшают управление температурой. Передовая упаковка повышает общую функциональность и эффективность MCM, делая их более привлекательными для высокопроизводительных и ограниченных по пространству приложений. Благодаря непрерывной эволюции технологий упаковки MCM готовы предложить еще более конкурентоспособные решения для различных отраслей, где производительность и форм-фактор являются критически важными факторами.

Сегментарные данные

Отраслевая вертикаль

Сегмент бытовой электроники стал доминирующей силой на мировом рынке многокристальных модулей (MCM), и ожидается, что он сохранит свое доминирование в течение всего прогнозируемого периода. Бытовая электроника была основным драйвером внедрения MCM из-за постоянно растущего спроса на более мелкие, более мощные и многофункциональные устройства. MCM играют решающую роль в обеспечении компактных, высокопроизводительных электронных гаджетов, таких как смартфоны, планшеты, умные часы и носимые устройства. Тенденция миниатюризации в бытовой электронике требует компонентов, которые обеспечивают эффективную работу с точки зрения пространства, но надежную работу, и MCM идеально соответствуют этим требованиям. Поскольку предпочтения потребителей продолжают меняться, спрос на более сложные и универсальные электронные устройства будет сохраняться, что еще больше стимулирует потребность в MCM. Доминирование сегмента бытовой электроники можно объяснить повсеместным использованием технологии MCM в различных продуктах, а также продолжающимися инновациями в этой отрасли. Тенденция к подключению 5G, усовершенствованным дисплеям и интеграции IoT подтолкнула производителей бытовой электроники к принятию MCM в качестве решения для удовлетворения этих меняющихся требований. Поскольку технологии продолжают развиваться, а потребители ищут более компактные и эффективные устройства, ожидается, что сегмент бытовой электроники сохранит свою значимость на рынке MCM, укрепив свои позиции в качестве ведущей отраслевой вертикали в ближайшие годы.

Региональные данные

Азиатско-Тихоокеанский регион стал доминирующим регионом на мировом рынке многокристальных модулей (MCM), и, как ожидается, он сохранит свое доминирование в течение прогнозируемого периода. Несколько факторов способствуют доминирующему положению Азиатско-Тихоокеанского региона на рынке MCM. Этот регион уже давно является мировым центром производства электроники, а такие страны, как Китай, Южная Корея, Япония и Тайвань, играют ключевую роль в производстве полупроводников, электронных компонентов и устройств для конечных пользователей. Наличие многочисленных литейных заводов полупроводников, OEM-производителей и высококвалифицированной рабочей силы сделало Азиатско-Тихоокеанский регион ключевым игроком в разработке и производстве MCM. В регионе находятся некоторые из крупнейших в мире производителей бытовой электроники, которые стимулируют спрос на MCM из-за растущей популярности смартфонов, планшетов и других компактных электронных устройств. Быстрый экономический рост Азиатско-Тихоокеанского региона в сочетании с растущим средним классом привел к увеличению потребительских расходов на электронные гаджеты, что еще больше стимулирует рынок MCM. Принятие Азиатско-Тихоокеанским регионом технологии 5G, распространение Интернета вещей (IoT) и спрос на передовую автомобильную электронику способствуют доминированию региона на рынке MCM. Эти факторы в сочетании с надежной экосистемой полупроводниковых компаний, научно-исследовательских институтов и государственной поддержкой технологических инноваций позиционируют Азиатско-Тихоокеанский регион как регион, который, как ожидается, сохранит свое лидерство на рынке MCM в течение прогнозируемого периода. Кроме того, постоянные инвестиции региона в исследования и разработки в сочетании с его производственными возможностями обеспечивают благоприятную среду для продвижения и внедрения технологий MCM. Поскольку Азиатско-Тихоокеанский регион продолжает стимулировать инновации и удовлетворять глобальный спрос на электронные устройства, он готов оставаться доминирующим регионом на мировом рынке MCM в обозримом будущем.

Последние события

• В июле 2023 года Qualcomm представила свои новейшие предложения в области беспроводных сетевых чипов и моделей ИИ. Среди примечательных релизов — Snapdragon X80 5G Modem-RF System, комплексный полупроводниковый пакет, разработанный для обеспечения бесшовной интеграции 5G-подключения в мобильные устройства. Qualcomm утверждает, что устройства, оснащенные X80, могут достигать скорости загрузки до 10 гигабит в секунду, что расширяет возможности передачи данных для пользователей.

Ключевые игроки рынка

• Samsung Electronics Co., Ltd.
• Intel Corporation
• Taiwan Semiconductor ManufacturingCompany Limited (TSMC)
• Amkor Technology, Inc.
• ASE Technology Holding Co., Ltd.
• Broadcom Inc.
• Texas Instruments Incorporated
• STMicroelectronics NV
• Infineon Technologies AG
• Qualcomm Technologies, Inc.