チプレット技術が半導体設計を転換
チプレットは、従来のモノリシックなシステムオンチップ（SoC）設計とは異なり、演算、メモリ、入出力などの機能を複数の小型ダイに分割し、高度なパッケージング技術によって統合する半導体アーキテクチャです。これにより、単一パッケージ内でブロックを組み合わせることで、より高い性能と柔軟性を実現し、製品開発サイクルの短縮に寄与するとされています。
半導体の高性能化に伴う設計・製造の複雑化が、チプレットへの関心を高める構造的な要因の一つと指摘されています。大規模なモノリシックSoCでは、チップ面積の拡大や高度な製造プロセスへの移行に伴い、設計負担、製造難易度、歩留まり、開発期間などの総合的な管理が求められます。一方、チプレット型では、必要な機能をモジュールとして分割し、用途に応じて再構成できる可能性があります。このため、先端プロセスをすべての機能に一律に適用するのではなく、性能要求やコスト構造に応じて異なるプロセス技術を組み合わせる選択肢が生まれるといいます。
AI・HPC需要が市場拡大を強力に牽引
チプレット市場の成長は、より高い処理能力、エネルギー効率、スケーラビリティを必要とする高性能コンピューティング（HPC）、人工知能（AI）、クラウドコンピューティング、およびデータセンター向けアプリケーションへの需要の高まりに支えられています。AIモデルのトレーニング、生成AIワークロード、エッジコンピューティング、5Gインフラ、自動運転車、および高性能ネットワークの急速な拡大が、高い帯域幅、低遅延、および電力効率の向上を実現できる高度なチプレットソリューションへの需要をさらに高めているとされます。
また、2.5D/3D統合、ファンアウト・パッケージング、システム・イン・パッケージ（SiP）といった先進的なパッケージング技術の継続的な進歩に加え、ユニバーサル・チプレット・インターコネクト・エクスプレス（UCIe）などのオープン標準の業界での採用拡大が、チプレットベースのプロセッサの商用化を加速させていると Report Ocean株式会社は分析しています。主要な半導体企業によるヘテロジニアス統合、先進的な製造プロセス、および次世代コンピューティングプラットフォームへの投資拡大が、世界のチプレット市場の長期的な成長をさらに強化すると予想されます。
広がる事業機会と日本市場への示唆
チプレット市場の事業機会は、個々の半導体デバイスに留まらず、AIアクセラレーター、高性能コンピューティング、クラウド・データセンター、自動車、通信機器など多岐にわたります。こうした環境では、CPU、GPU、アクセラレーター、メモリ、I/Oなどをどのように組み合わせるかが製品競争力を左右するといいます。結果として、半導体メーカーに加え、設計IP、先端パッケージング、基板、検査・計測、製造装置、材料など周辺領域にも商機が波及するとみられます。
アジア太平洋地域は、強力な半導体製造能力、政府による投資、家電製品の生産拡大、および先進的なチップパッケージング分野における研究開発（R&D）の取り組みの増加に支えられ、2035年まで市場を牽引すると予想されています。
日本政府は半導体・デジタル産業基盤の強化を重要政策として進めており、経済産業省を中心に先端半導体の製造基盤、研究開発、サプライチェーン強靱化などへの取り組みが進められています。チプレットの普及には、高密度実装、接合、基板、検査、材料、熱対策など、日本企業が技術的蓄積を持つ複数の領域が関係するとされます。したがって、日本企業にとっては、先端ロジック半導体そのものの競争だけでなく、チプレットを量産可能なシステムへ仕上げる周辺技術でポジションを確立する戦略も重要であると Report Ocean株式会社は指摘しています。
成長に伴う課題と経営戦略
高い成長予測が示される一方、チプレット市場への参入が自動的に高収益へつながるわけではないとされています。複数ダイを統合するほど、パッケージング、検査、熱設計、電源管理、ダイ間通信などの難易度は高まり、システム全体の歩留まりやコスト管理が重要になります。また、異なる企業のIPやチプレットを組み合わせるエコシステムが拡大すれば、インターフェース標準、互換性、品質保証、知的財産、サイバーセキュリティへの対応も経営課題となると考えられます。さらに、先端基板や製造設備など特定工程の供給制約が、最終製品の量産計画を左右する可能性も指摘されています。
成功企業に求められるのは、最高性能の部品を単独で開発することではなく、設計から製造、実装、検査までのボトルネックを早期に把握し、パートナー網を含めて最適化する能力であると Report Ocean株式会社は述べています。
セグメンテーションの概要
パッケージング技術別
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2.5D/3D
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フリップチップ・チップスケールパッケージ（FCCSP）
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フリップチップ・ボールグリッドアレイ（FCBGA）
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ファンアウト（FO）
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システム・イン・パッケージ（SiP）
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ウェハーレベル・チップスケールパッケージ（WLCSP）
プロセッサ別
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中央処理装置（CPU）
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グラフィックス処理ユニット（GPU）
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アプリケーション処理ユニット（APU）
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人工知能プロセッサ専用集積回路（AI ASIC）コプロセッサ
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フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）
用途別
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エンタープライズエレクトロニクス
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民生用エレクトロニクス
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自動車
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産業用オートメーション
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軍事と航空宇宙
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その他
経営層に求められる意思決定
2035年に約3507億9000万米ドルへ達すると予測されるチプレット市場は、半導体企業だけでなく、装置、材料、パッケージング、設計ソフトウェア、データセンター、自動車、通信など複数産業の競争構造を変える可能性があります。経営層が今検討すべきなのは、チプレット市場へ参入するか否かという二択ではなく、自社がエコシステムのどの工程で不可欠な価値を提供できるかであると Report Ocean株式会社は提言しています。すべてを自社開発する垂直統合型だけでなく、強みを持つ技術をモジュール化し、他社の設計資産と接続する戦略も現実味を増すといいます。
市場が約6.4倍へ拡大する過程では、半導体の価値尺度そのものが「単一チップの性能」から「組み合わせによって実現できるシステム価値」へ変わる可能性があり、この変化を早期に事業ポートフォリオへ反映できるかが2030年代の競争力を左右するとみられます。
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ソース元
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ページタイトル：チプレット市場は2035年3507億9000万米ドルへ、CAGR 23.1％で急成長、AI・HPC・先端半導体向けチップレット技術が市場拡大を牽引
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URL：https://www.reportocean.co.jp/industry-reports/chiplet-market