日本の3D IC市場規模と動向

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日本の3D IC市場を動かしているのは何でしょうか。本記事では、国内需要を押し上げている要因と、市場を構成する製品タイプ・用途を整理します。

需要を押し上げている要因

日本の3D IC市場における需要拡大は、同国の強みである自動車産業、産業自動化、高度な電子機器分野によって強力に推進されています。特に、次世代の電気自動車や自動運転技術、スマートファクトリー向けの高度な画像処理やAI処理を担う半導体において、超低遅延と高い電力効率を実現する3D ICの導入が不可欠となっています。また、世界的な環境規制の強化やエネルギーコストの高騰を受け、データセンターや車載システムにおける消費電力の削減が急務となっており、これが高密度実装による省電力化を可能にする同技術の選定を後押ししています。さらに、従来のシリコン微細化が物理的・経済的な限界を迎える中、仕様策定のトレンドは単なるチップの小型化から、異種チップを垂直方向に統合するシステムレベルの最適化へとシフトしています。日本国内の主要メーカーは、既存の製造資産を活用しながら高性能な次世代デバイスを開発する手段として、3D IC技術の採用を急速に加速させています。

製品タイプ別の内訳

3Dスタックメモリ
3Dシステムオンチップ
2.5DインターポーザーベースのIC
3D異種統合
3DイメージセンサーIC
3DロジックIC

タイプごとの特徴

3D IC技術は多様な構造で用途に応じた進化を遂げています。DRAMカードを垂直積層する3D stacked memoryは高帯域幅メモリとしてAIサーバーやスーパーコンピューターで活用され、プロセッサとメモリを統合する3D system-on-chipは次世代スマートフォンや最先端モバイル端末の高速化に貢献しています。シリコン受動基板を介してチップを接合する2.5D interposer-based ICはデータセンターのAIアクセラレータに不可欠であり、異なる製法や材料のチップを組合わせる3D heterogeneous integrationは5G通信や防衛システムで導入が進んでいます。画素と処理回路を重畳する3D image sensor ICは高級スマートフォンや自動運転車の車載カメラに使われ、ロジック層同士を重ねる3D logic ICは次世代のハイパフォーマンス・コンピューティングで処理能力の限界を打破するために採用されています。

用途別の内訳

家庭用電化製品
データセンターとクラウドコンピューティング
人工知能と機械学習
通信および5Gインフラストラクチャ
カーエレクトロニクスとADAS
産業およびオートメーション
ヘルスケアおよび医療機器
航空宇宙と防衛

市場に関わる主要企業

TSMC
Samsung Electronics
Intel Corporation
SK hynix
Micron Technology
Texas Instruments
Broadcom Inc.
ASE Technology Holding
Amkor Technology
GlobalFoundries
UMC
STMicroelectronics
Sony Semiconductor Solutions
NVIDIA Corporation
Qualcomm Technologies

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