超大规模IC市场规模

超大规模IC市场分析

超大规模IC市场规模预计到2025年为1083.1亿美元，预计到2030年将达到1832.5亿美元，预测期内复合年增长率为11.09% （2025-2030）。

超大规模集成（ULSI）最大限度地提高计算能力，同时最大限度地减小微芯片的尺寸。这是通过嵌入和集成由晶体管和逻辑门形成的电路（IC）来实现的。 ULSI 架构有助于更快地解决任务和流程。如果 IC 容纳超过 100 万个晶体管，则该 IC 被归类为 ULSI。

• 该市场在广阔的半导体行业中发挥着举足轻重的作用，在该行业中，数百万甚至数十亿的晶体管被​​集成到单个芯片中。这些电路构成了当代电子学的支柱，推动了各个领域的进步。这项技术推动了人工智能、高科技等领域的快速创新高性能计算、5G 和自动驾驶汽车，巩固了其作为全球经济基石的地位。
• 一个突出的趋势是在技术节点缩小的推动下，晶体管不断小型化。正在进行的研究投资旨在开发亚纳米尺寸的晶体管。 Nature Technology 的一项研究强调了基础科学研究所 (IBS) 团队的一项突破，他们实现了宽度小于 1 nm 的一维金属材料的外延生长。这些进步将显着推动市场的增长轨迹。
• 人工智能芯片是为人工智能任务量身定制的专用集成电路。它们包括图形处理单元 (GPU)、现场可编程门阵列 (FPGA) 和专用集成电路 (ASIC)。对人工智能驱动应用程序的需求激增刺激了人工智能加速器和机器学习处理器的发展。这些芯片擅长管理密集的计算任务和庞大的数据集，发现越来越多的数据中心和先进机器人技术的相关性，推动了市场的增长。
• 全球 5G 网络的推出和蓬勃发展的物联网生态系统是主要催化剂。高性能 IC 是从基站到网络设备的 5G 基础设施的支柱。与此同时，物联网设备通常受到尺寸和功率的限制，但也从这些技术进步中获益。此外，芯片封装和量子计算的创新预计将提振市场。
• 然而，市场仍面临挑战。随着超大规模技术向更小的节点发展，生产复杂性和成本激增。追求更小型晶体管的努力遇到了量子隧道效应和散热等障碍。在纳米尺度上，电子隧道穿过绝缘势垒等现象可能会导致意外电流流动，从而危及可靠性。
• 主要行业参与者正在加大投资力度，以增强其半导体制造能力。各国政府，特别是美国、欧洲、中国和印度的政府，正在推出大量投资和激励措施，以扩大国内半导体生产。美国的《芯片法案》脱颖而出，而欧洲则通过《欧洲芯片法案》等举措倡导半导体自给自足。与此同时，亚太地区新兴经济体对消费电子、汽车技术和工业自动化的需求不断增长，对先进芯片的需求不断增加，为市场增长创造了有利的生态系统。

超大规模IC市场趋势

电信领域预计需求将增长

• 电信行业，特别是随着5G网络的不断推出和下一代通信技术的快速扩展，在推动市场方面发挥着关键作用。 5G全球推广引人注目作为最重要的催化剂。与前代产品不同，4G 和 5G 需要更快的数据传输，强调低延迟、高带宽以及支持许多连接设备的能力。
• 超大规模电路是这些进步的核心，提供信号处理、网络切片和跨广阔而密集的网络的实时数据管理所需的计算能力。此外，对于5G部署至关重要的多输入多输出（MIMO）技术依赖于先进芯片来实现高效通信和电源管理。
• 此外，移动网络低功耗的推动以及边缘计算和物联网应用的兴起，加大了对超大规模技术的需求，以保证节能解决方案。随着5G的出现，从集中式云计算到边缘计算发生了显着的转变。这种范式转变意味着数据处理发生在更接近其源头的地方，例如电信塔s or IoT devices, reducing latency and swifter data transmission.
• Ultra large-scale integrated circuits are pivotal in managing the surging data volumes from IoT devices, ensuring prompt real-time processing.随着物联网生态系统的蓬勃发展，预计到本世纪末将有数十亿设备连接到网络，电信提供商在促进这种通信方面发挥着至关重要的作用。从智能家居产品到工业传感器，物联网设备需要高度集成、低功耗的先进芯片来实现有效的无线通信，这预计将推动市场机遇。
• 来自 5G 美洲的数据表明了显着的增长轨迹：5G 连接数量预计将从 2023 年的 19 亿增加到 2028 年的约 80 亿。在 5G 服务提供商和消费者日益接受的推动下，这种激增迫使电信运营商使用先进芯片增强其基础设施。这些升级对于人类来说至关重要老化的海量数据吞吐量和确保不间断的连接，这反过来又创造了市场机会。

北美预计将在市场中占据重要份额

• 以美国为首的北美占据着重要的市场份额。该地区的主导地位源于各个领域对尖端技术的强劲需求，特别是电信、人工智能 (AI)、自动驾驶汽车、云计算和国防。对半导体制造和研发的大量投资，加上支持国内芯片生产的政府政策，进一步巩固了北美在先进芯片生产和创新方面的领导地位。
• 北美在 5G 网络部署方面处于领先地位，Verizon、AT&T 和 T-Mobile 等主要电信运营商积极推出其 5G 基础设施演讲。这种快速扩张刺激了对超大规模集成电路的需求。此外，地区电信运营商正在对毫米波 (mmWave) 技术进行投资，以提高 5G 网络性能。这些进步需要擅长处理更高频率的专用芯片，确保物联网和自动驾驶汽车等数据密集型应用有足够的带宽。
• 人工智能应用极大地推动了对超大规模 IC 的需求。谷歌、微软和英伟达等主要科技巨头大力投资人工智能加速器、机器学习模型和神经网络处理器，这些都需要高性能芯片。这些芯片发挥着双重作用：训练人工智能模型和执行实时推理任务。
• 北美数据中心的激增，很大程度上是由云和边缘计算的崛起推动的，扩大了对半导体的需求。 Amazon Web Services (AWS)、Google Cloud 和 Microsoft Azure 等超大规模企业正在支持继承数据中心功能，加剧了对优化功耗和性能的最先进半导体解决方案的需求。世邦魏理仕集团的数据突显了这一趋势：美国在建数据中心的电力供应从 2016 年的 0.22 吉瓦猛增至 2023 年的 3.1 吉瓦。
• 作为自动驾驶和电动汽车创新的纽带，北美正在见证许多公司打造先进的驾驶辅助系统 (ADAS) 和全自动驾驶平台，这两种系统都依赖于复杂的集成电路。此外，北美格局的一个关键发展是美国芯片和科学法案，它将显着推动市场的增长。

超大规模集成电路行业概述

市场竞争适中，以全球半导体为特色。庞然大物和利基马制造商。这场竞争的主要驱动因素包括技术进步、研发投资、生产能力以及对电信、汽车、人工智能 (AI) 和消费电子等行业需求的响应能力。

该领域的主要参与者包括英特尔公司、三星、英伟达公司和 AMD。这些竞争对手正在将投资转向尖端工艺技术和芯片架构。他们投入数十亿美元用于研发，渴望保持创新的前沿地位。苹果和谷歌等公司正在精心打造自己的芯片，根据其独特的要求定制性能。

这些公司通过垂直整合获得了对硬件和软件更严格的控制，从而减少了对外部供应商的依赖。例如，苹果的M系列芯片和谷歌的张量处理单元；这些内部设计提高了产品性能，使其在市场上脱颖而出。此外，str代工厂和无晶圆厂实体之间的战略联盟正在为最新设计的大规模生产铺平道路。

超大规模 IC 市场领导者

超大规模IC市场新闻

• 2024年9月：美国国家科学基金会向史蒂文斯理工学院电气与计算机工程系教授卓峰拨款约60万美元。该项目ect 旨在简化复杂计算机芯片的建模、设计和验证。这项工作至关重要，因为模拟相当大的电路块可能需要数天或数周的时间。此外，优化和验证整个芯片可能需要数百甚至数千次此类模拟。
• 2024 年 3 月：生成式 AI 领域的领先力量 Cerebras Systems 通过推出晶圆级引擎 3 (WSE-3) 加强了对最快 AI 芯片的关注。 WSE-3 经过精心设计，旨在训练业界最广泛的 AI 模型，其性能是其前身的两倍。 WSE-3 采用 5 纳米架构并容纳 4 万亿个晶体管，为 Cerebras CS-3 AI 超级计算机提供动力，通过其 900,000 个 AI 优化计算核心实现了 125 petaflops 的峰值 AI 性能。