多様な市場における先進包装の需要と生産量の拡大により、市場規模は2030年までに380億ドルから790億ドルへと成長すると予測されています。この成長は様々な需要と課題によって支えられていますが、市場は継続的な上昇傾向を維持しています。こうした多様性により、先進包装は継続的なイノベーションと適応を可能にし、生産量、技術要件、平均販売価格といった様々な市場のニーズに対応しています。
しかし、この柔軟性は、特定の市場が低迷や変動に見舞われた際に、先進的なパッケージング業界にリスクをもたらす可能性もある。2024年には、先進的なパッケージングはデータセンター市場の急速な成長の恩恵を受ける一方、モバイルなどのマスマーケットの回復は比較的緩やかである。
先進的なパッケージングサプライチェーンは、世界の半導体サプライチェーンの中でも最もダイナミックなサブセクターの一つです。これは、従来のOSAT(半導体組立・テスト外注)にとどまらない多様なビジネスモデルの導入、業界の戦略的な地政学的重要性、そして高性能製品におけるその重要な役割に起因しています。
毎年、先進的な包装サプライチェーンの状況を変化させる様々な制約要因が存在します。2024年には、生産能力の制約、歩留まりの課題、新たな材料や設備、設備投資の必要性、地政学的な規制やイニシアチブ、特定の市場における爆発的な需要、進化する規格、新規参入企業、原材料価格の変動など、いくつかの重要な要因がこの変革に影響を与えています。
サプライチェーンの課題に協力して迅速に対処するために、数多くの新たな提携が生まれています。主要な先進パッケージング技術は、新しいビジネスモデルへのスムーズな移行を支援し、生産能力の制約に対処するために、他の参加者にライセンス供与されています。チップの標準化は、より幅広いチップ用途を促進し、新しい市場を開拓し、個々の投資負担を軽減するために、ますます重視されています。2024年には、新たな国、企業、施設、パイロットラインが先進パッケージングへの取り組みを開始しており、この傾向は2025年も続くでしょう。
先進パッケージング技術はまだ飽和状態には達していません。2024年から2025年にかけて、先進パッケージングは記録的なブレークスルーを達成し、技術ポートフォリオは、インテルの最新世代EMIBやFoverosなど、既存のAP技術およびプラットフォームの堅牢な新バージョンを含むように拡大します。CPO(チップオンパッケージ光デバイス)システムのパッケージングも業界の注目を集めており、顧客獲得と生産拡大を目指した新技術が開発されています。
先進集積回路基板は、先進パッケージングと密接に関連する別の産業であり、ロードマップ、共同設計原則、およびツール要件を共有している。
これらのコア技術に加えて、いくつかの「目に見えない原動力」となる技術が、高度なパッケージングの多様化と革新を推進しています。電力供給ソリューション、埋め込み技術、熱管理、新素材(ガラスや次世代有機材料など)、高度な相互接続、新しい機器/ツール形式などが挙げられます。モバイル機器や家電製品から人工知能やデータセンターまで、高度なパッケージングは各市場の需要を満たすように技術を調整しており、次世代製品も市場のニーズを満たすことができるようになっています。
ハイエンドパッケージング市場は、2024年には80億ドルに達すると予測されており、2030年には280億ドルを超える見込みで、2024年から2030年までの年平均成長率(CAGR)は23%となる。エンドマーケット別に見ると、高性能パッケージング市場で最も大きいのは「通信・インフラ」分野で、2024年の収益の67%以上を占めている。それに続くのが「モバイル・消費者市場」で、CAGRは50%と最も成長率の高い市場となっている。
包装ユニット数に関して言えば、ハイエンド包装は2024年から2030年にかけて年平均成長率(CAGR)33%で成長し、2024年の約10億ユニットから2030年には50億ユニット以上に増加すると予測されています。この著しい成長は、ハイエンド包装に対する堅調な需要と、2.5Dおよび3Dプラットフォームによるフロントエンドからバックエンドへの価値シフトによって、ハイエンド包装の平均販売価格が従来型の包装に比べてかなり高くなっていることが要因です。
3D積層メモリ(HBM、3DS、3D NAND、CBA DRAM)が最も大きな貢献を果たしており、2029年までに市場シェアの70%以上を占めると予想されています。最も急速に成長しているプラットフォームには、CBA DRAM、3D SoC、アクティブSiインターポーザー、3D NANDスタック、組み込みSiブリッジなどがあります。
ハイエンドパッケージングサプライチェーンへの参入障壁はますます高くなっており、大手ウェハファウンドリやIDMがそのフロントエンド技術力で先進パッケージング分野を席巻している。ハイブリッドボンディング技術の採用はOSATベンダーにとって状況をさらに厳しくしており、ウェハ製造能力と豊富なリソースを持つ企業だけが、大幅な歩留まり低下と多額の投資に耐えられる。
2024年までに、Yangtze Memory Technologies、Samsung、SK Hynix、Micronに代表されるメモリメーカーが、ハイエンドパッケージング市場の54%を占めて支配的になるだろう。これは、3Dスタックメモリが収益、ユニット生産量、ウェハ歩留まりの点で他のプラットフォームを上回っているためだ。実際、メモリパッケージの購入量はロジックパッケージの購入量をはるかに上回っている。TSMCが35%の市場シェアでリードし、Yangtze Memory Technologiesが20%でそれに僅差で続いている。Kioxia、Micron、SK Hynix、Samsungなどの新規参入企業は、3D NAND市場に急速に浸透し、市場シェアを獲得すると予想される。Samsungは16%のシェアで3位にランクインし、SK Hynix(13%)とMicron(5%)がそれに続く。3Dスタックメモリが進化を続け、新製品が発売されるにつれて、これらのメーカーの市場シェアは健全に成長すると予想される。Intelは6%のシェアで僅差で続いている。
Advanced Semiconductor Manufacturing (ASE)、Siliconware Precision Industries (SPIL)、JCET、Amkor、TFといった大手OSATメーカーは、最終パッケージングおよびテスト工程に積極的に関与し続けている。これらの企業は、超高精細ファンアウト(UHD FO)やモールドインターポーザーをベースとしたハイエンドパッケージングソリューションで市場シェアの獲得を目指している。また、これらの活動への参加を確実にするため、大手ファウンドリや統合デバイスメーカー(IDM)との連携も重要な側面となっている。
今日、ハイエンドパッケージングの実現は、フロントエンド(FE)技術への依存度を高めており、ハイブリッドボンディングが新たなトレンドとして台頭しています。BESIは、AMATとの協業を通じて、この新たなトレンドにおいて重要な役割を果たしており、TSMC、Intel、Samsungといった市場支配を競う巨大企業に装置を供給しています。ASMPT、EVG、SET、Suiss MicroTechといった他の装置サプライヤーに加え、芝浦化学工業やTELも、サプライチェーンの重要な構成要素となっています。
高性能パッケージングプラットフォームの種類を問わず、あらゆる分野における主要な技術トレンドは、相互接続ピッチの縮小です。これは、シリコン貫通ビア(TSV)、TMV、マイクロバンプ、さらにはハイブリッドボンディングといった技術に関連するトレンドであり、中でもハイブリッドボンディングは最も革新的なソリューションとして注目されています。さらに、ビア径とウェーハ厚も縮小していくと予想されます。
この技術革新は、より複雑なチップやチップセットを統合し、より高速なデータ処理と伝送をサポートすると同時に、消費電力と損失を低減し、最終的には将来の製品世代に向けてより高密度な集積と帯域幅を実現する上で極めて重要である。
3D SoCハイブリッドボンディングは、SoCの表面積を拡大しながら相互接続ピッチを縮小できるため、次世代の高度なパッケージングにおける重要な技術基盤となることが期待されています。これにより、分割されたSoCダイからチップセットを積層するなど、様々な可能性が広がり、異種統合パッケージングが可能になります。TSMCは、3Dファブリック技術により、ハイブリッドボンディングを用いた3D SoICパッケージングの分野でリーダー的存在となっています。さらに、チップ・ツー・ウェハ統合は、少数のHBM4E 16層DRAMスタックから始まると予想されています。
チップセットとヘテロジニアス統合は、HEPパッケージングの採用を促進するもう一つの重要なトレンドであり、現在市場にはこのアプローチを採用した製品が存在します。例えば、IntelのSapphire RapidsはEMIBを、Ponte VecchioはCo-EMIBを、Meteor LakeはFoverosを採用しています。AMDもまた、第3世代RyzenおよびEPYCプロセッサやMI300の3Dチップセットアーキテクチャなど、自社製品にこの技術アプローチを採用している主要ベンダーです。
Nvidiaも次世代Blackwellシリーズでこのチップセット設計を採用すると予想されている。Intel、AMD、Nvidiaといった主要ベンダーが既に発表しているように、分割または複製されたダイを組み込んだパッケージが来年にはさらに多く登場すると見込まれる。さらに、このアプローチは今後数年間でハイエンドADASアプリケーションにも採用されると予想される。
全体的な傾向としては、2.5Dおよび3Dプラットフォームを同一パッケージに統合する方向に向かっており、業界の一部ではすでにこれを3.5Dパッケージングと呼んでいます。そのため、3D SoCチップ、2.5Dインターポーザー、埋め込みシリコンブリッジ、およびコパッケージングされた光学部品を統合したパッケージが登場すると予想されます。新たな2.5Dおよび3Dパッケージングプラットフォームも登場予定であり、HEPパッケージングの複雑さはさらに増すでしょう。
投稿日時:2025年8月11日
