Markt für integrierte Schaltkreise der nächsten Generation Größe und Ausblick, 2023-2031

Marktübersicht

Die globale Marktgröße für integrierte Schaltkreise der nächsten Generation wurde im Jahr 2022 auf 996 Millionen US-Dollar geschätzt. Es wird erwartet, dass sie bis 2031 3260 Millionen US-Dollar erreichen wird, was einem durchschnittlichen jährlichen Wachstum von 14,08 % im Prognosezeitraum (2023–2031) entspricht.

Weltweit steigt die Nachfrage nach verbesserter Netzwerkkonnektivität, was zu einer zunehmenden Einführung von 5G geführt und damit die Marktexpansion vorangetrieben hat. Darüber hinaus erfordert die zunehmende Verbreitung von IoT-Geräten auch geringere Latenzzeiten, höhere Effizienz und verbesserte Funktionalität, was die Nachfrage nach integrierten Schaltkreisen der nächsten Generation weiter erhöht und das Marktwachstum fördert.

Ein integrierter Schaltkreis der nächsten Generation ist eine Sammlung elektronischer Schaltkreise, die auf einem einzigen Stück flachem, kompaktem und typischerweise auf Silizium basierendem Halbleitermaterial montiert sind. Es integriert in der Regel fortschrittliche Halbleiterbauelemente und Chipdesigns, die im Vergleich zur Vorgängergeneration eine höhere Leistung, einen geringeren Stromverbrauch und eine verbesserte Funktionalität bieten. Die Zusammensetzung dieses Systems umfasst miniaturisierte aktive Komponenten wie Transistoren und Dioden sowie passive Komponenten wie Kondensatoren und Widerstände.

Schaltkreise, die aus diskreten elektrischen Komponenten bestehen, weisen im Allgemeinen bessere Größen-, Kosten- und Geschwindigkeitseigenschaften auf als Schaltkreise, die aus einer Vielzahl winziger Transistoren bestehen, die dicht in einem kompakten Chip integriert sind. Der Einsatz integrierter Schaltkreise der nächsten Generation als Ersatz für diskrete Transistordesigns nimmt rasch zu, vor allem aufgrund ihrer umfangreichen Fertigungskapazität, Zuverlässigkeit und des modularen Ansatzes beim Schaltkreisdesign.

Marktdynamik

Globale Markttreiber für integrierte Schaltkreise der nächsten Generation

Verbesserung der Netzwerkkonnektivität

Die Verbreitung von 5G-Netzwerken treibt die Weiterentwicklung integrierter Schaltkreise (ICs) voran, die in der Lage sind, den erhöhten Datendurchsatz und die geringeren Latenzanforderungen der 5G-Kommunikation zu bewältigen. Diese Entwicklung eröffnet neue Perspektiven innerhalb der Halbleiterbranche. Laut Statistik wird der Anteil der weltweiten Smartphone-Lieferungen, die 5G-fähige Geräte enthalten, von 2019 bis 2020 von 1 % auf 20 % steigen. Es besteht die Erwartung, dass 5G-fähige Smartphones bis 2023 die 4G-Auslieferungen hinsichtlich des Marktanteils übertreffen und einen Anteil von 69 % erreichen werden.

Darüber hinaus wird laut einem GSMA-Bericht erwartet, dass bis 2025 ein Drittel der Weltbevölkerung mit 5G-Netzen abgedeckt sein wird. In ähnlicher Weise wurde CNBC von Führungskräften einiger der größten Technologie- und Telekommunikationsunternehmen der Welt darüber informiert, dass 6G, der Nachfolger des mobilen 5G-Internets, voraussichtlich im Jahr 2030 auf den Markt kommen wird. Daher wird erwartet, dass solche Entwicklungen in der Netzwerkkonnektivität die Nachfrage nach Next ankurbeln werden -Generation integrierter Schaltkreise und kurbelt so die Marktexpansion an.

Steigende Akzeptanz von IoT-Geräten‌

Das Internet der Dinge (IoT) ist ein Netzwerk verbundener Geräte mit integrierten Sensoren, Netzwerkkonnektivität, Software und der erforderlichen Elektronik, die es ihnen ermöglichen, Informationen zu sammeln und auszutauschen. Die miteinander verbundenen Geräte können mehrere Aufgaben und Funktionen fernsteuern und verwalten. Daher sind sie für die Implementierung automatisierter Prozesse in verschiedenen Branchen von entscheidender Bedeutung. Immer mehr IoT-Geräte erfordern energieeffiziente integrierte Schaltkreise (ICs) mit geringem Stromverbrauch, die eine Vielzahl von Sensoreingängen und Kommunikationsprotokollen verwalten können.

Im Jahr 2018 wurde die weltweite Zahl aktiver Internet-of-Things-Geräte (IoT) auf etwa 7 Milliarden geschätzt. Schätzungen zufolge wird die IT-Branche bis 2020 die 10-Milliarden-Grenze überschreiten und bis 2027 voraussichtlich auf 20 Milliarden anwachsen. Andererseits hat die zunehmende Einführung der IoT-Technologie in verschiedenen Branchen zu einem erhöhten Datenverkehr geführt. Der ständig wachsende Bedarf an der effizienten Verwaltung umfangreicher Informationen hat dazu geführt, dass eine schnelle und unterbrechungsfreie Datenverbindung erforderlich ist. Darüber hinaus wird erwartet, dass die IoT-Technologie breite Anwendung in Anwendungen wie autonomen Autos und Roboteroperationen finden wird, wo jede Datenlatenz schwerwiegende Auswirkungen auf Leben und Sicherheit haben kann. Die oben genannten Faktoren fördern das Marktwachstum.

Globale Marktbeschränkung für integrierte Schaltkreise der nächsten Generation

Technische Einschränkungen führen zu hohen Kosten

Aufgrund der Notwendigkeit umfangreicher Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen (F&E), einschließlich der Entwicklung neuartiger Herstellungstechniken und -werkzeuge, kann die Entwicklung fortschrittlicher ICs teuer sein. Um integrierte Schaltkreise der nächsten Generation zu schaffen, müssen häufig Fortschritte bei Halbleitermaterialien , Herstellungsprozessen und Entwurfstechniken erzielt werden. Die Überwindung technischer Hindernisse kann sowohl mühsam als auch kostspielig sein.

Die Einhaltung des Mooreschen Gesetzes, das besagt, dass sich die Anzahl der Transistoren auf einem Halbleiter alle zwei Jahre verdoppelt, wird immer schwieriger und kostspieliger, da die Prozessknoten nicht mehr wachsen. Technische und physische Einschränkungen können den Fortschritt behindern. All diese Faktoren schränken das Marktwachstum ein.

Globale Marktchancen für integrierte Schaltkreise der nächsten Generation

Fortschritte bei integrierten Schaltkreisen der nächsten Generation

Die wichtigsten Marktteilnehmer streben danach, integrierte Schaltkreise der nächsten Generation voranzutreiben, um die Effizienz der Produkte zu steigern. Beispielsweise kündigte die Magnachip Semiconductor Corporation im Januar 2022 die Entwicklung eines integrierten organischen Leuchtdioden-Displaytreiberschaltkreises (OLED DDIC) der nächsten Generation für Automobildisplays an und erweiterte damit ihre OLED-DDIC-Produktlinie. Es ist außerdem mit starren und flexiblen OLED-Displays kompatibel und unterstützt ein breites Spektrum an Auflösungen, einschließlich FHD.

Darüber hinaus stellte Siemens Digital Industries Software im September 2022 die Tessent™ Multi-Die-Softwarelösung vor. Diese Lösung hilft Kunden dabei, wichtige Design-for-Test-Aktivitäten (DFT) für integrierte Schaltkreise (ICs) der nächsten Generation, die mithilfe von 2,5D- und 3D-Architekturen konstruiert werden, deutlich zu beschleunigen und zu rationalisieren. Als Reaktion auf die anhaltende Herausforderung, vor der die globale IC-Design-Community steht, leistungsstärkere, energieeffizientere ICs zu entwickeln, die gleichzeitig kleiner sind, umfassen Geräte der nächsten Generation komplexere 2,5D- und 3D-Architekturen. Es wird erwartet, dass solche Entwicklungen Chancen für eine Marktexpansion schaffen.

Regionalanalyse

Asien-Pazifik dominiert den Weltmarkt

Basierend auf der Region ist der globale Markt für integrierte Schaltkreise der nächsten Generation in Nordamerika, Europa, den asiatisch-pazifischen Raum, Lateinamerika sowie den Nahen Osten und Afrika unterteilt.

Der asiatisch-pazifische Markt erlebt aufgrund der schnellen Fortschritte in der Netzwerkinfrastruktur der Region, wie der Einführung von 5G, eine deutliche Expansion im globalen Markt. Laut dem Mobile Economy APAC 2023 Report der GSMA wird beispielsweise erwartet, dass 5G bis 2030 mehr als zwei Fünftel (41 %) der Mobilfunkverbindungen im asiatisch-pazifischen Raum ausmachen wird. Dies stellt einen Anstieg gegenüber 4 % im Jahr 2022 dar Der erwartete Wachstumsschub lässt sich auf mehrere Faktoren zurückführen, darunter eine Senkung der durchschnittlichen Kosten von 5G-Geräten , einen umfassenden Netzwerkausbau in zahlreichen Ländern und die gemeinsamen Bemühungen einflussreicher Regierungen, mobilfunkfähige Technologien in verschiedene Aspekte der Gesellschaft zu integrieren. Bis 2030 wird im asiatisch-pazifischen Raum voraussichtlich ein erheblicher Anstieg der 5G-Verbindungen auf etwa 1,4 Milliarden zu verzeichnen sein. Daher treibt die starke Verbreitung von 5G in der Region den globalen Markt für integrierte Schaltkreise der nächsten Generation voran.

Darüber hinaus gab es in der Region einen Aufschwung in der Forschung zu integrierten Schaltkreisen, was die Marktexpansion beschleunigte. Beispielsweise haben Forscher am IIT in Guwahati eine Technologie für den Entwurf zuverlässiger, sicherer und schneller integrierter Schaltkreise (ICs) entwickelt. Ziel dieser Innovation ist es, effizientere und schnellere Berechnungen zu ermöglichen. Wie das Forschungsteam feststellte, umfasst die Untersuchung alle Aspekte des automatisierten Elektronikdesignprozesses, einschließlich Synthese, Verifizierung und Sicherheit. Darüber hinaus trägt es dazu bei, das Ökosystem der Elektronikfertigung im Land zu stärken.

Für Nordamerika wird im Prognosezeitraum eine deutliche Expansion erwartet. Aufgrund der Präsenz entwickelter Nationen wie den USA und Kanada ist es eine der technologisch fortschrittlichsten Regionen. Seit der Einführung der 5G-Technologie steht die Region bei der Einführung der 5G-Technologie an vorderster Front. Die neuesten Daten von Omdia, die im Juni 2023 veröffentlicht wurden, deuten darauf hin, dass Nordamerika aufgrund der gestiegenen Nachfrage nach verbesserten 5G-Netzwerkdiensten aufgrund der anhaltenden Einführung seine Position als führender Anbieter für drahtlose 5G-Konnektivität behält. Zum Abschluss des ersten Quartals 2023 wies die Region eine beachtliche Gesamtzahl von 133 Millionen 5G-Anschlüssen und erstaunliche 503 Millionen LTE-Anschlüsse auf. Mit rund 36 Prozent steigt die 5G-Penetrationsrate in Nordamerika, wobei im ersten Quartal 2023 14 Millionen neue 5G-Verbindungen online gehen. Dies dürfte die Marktexpansion in der Region ankurbeln.

Segmentanalyse

Der globale Markt für integrierte Schaltkreise der nächsten Generation ist nach Produkttyp, Technik, Komponente und Anwendung segmentiert.

Je nach Produkttyp ist der globale Markt für integrierte Schaltkreise der nächsten Generation in digitale, analoge und Mixed-Signal-Schaltkreise unterteilt.

Ein als digitaler integrierter Schaltkreis (IC) bekannter Halbleiterbaustein, allgemein als digitaler IC oder Mikrochip abgekürzt, besteht aus einer komplizierten Konfiguration digitaler Logikgatter und zusätzlicher digitaler Komponenten, die nahtlos auf einem einzelnen Siliziumsubstrat integriert sind. Diese digitalen Bauelemente führen bestimmte digitale Operationen aus, darunter Speicherverwaltung, Datenmanipulation, Steuerfunktionen und arithmetische Operationen. Darüber hinaus werden digitale ICs in vielen Anwendungen eingesetzt und sind für moderne elektronische Systeme von grundlegender Bedeutung. Man findet sie in einfachen Taschenrechnern, fortschrittlichen Mikroprozessoren in Computern und komplizierten Systemen in Branchen wie Telekommunikation, Automobil und Unterhaltungselektronik.

Basierend auf der Technik ist der globale Markt für integrierte Schaltkreise der nächsten Generation in Dünn- und Dickschicht-, monolithische und Hybrid- oder Multichip-integrierte Schaltkreise unterteilt.

Ein integrierter Hybrid- oder Multichip-Schaltkreis (IC) ist eine Kategorie elektronischer Schaltkreise, bei denen ein einzelnes Gehäuse oder eine einzelne Baugruppe zahlreiche integrierte Schaltkreise oder Halbleiterchips integriert. Diese Chips können Mikroprozessoren , Speicherchips, analoge oder digitale Signalverarbeitungskomponenten oder andere spezielle Aufgaben umfassen. Eine Hybrid- oder Multichip-Methode zielt darauf ab, die individuellen Stärken zahlreicher Prozessoren zu nutzen, um eine leistungsfähigere oder anwendungsspezifischere Schaltung zu erzeugen. Darüber hinaus werden integrierte Hybrid- oder Multichip-Schaltkreise häufig in Szenarien eingesetzt, die ein empfindliches Gleichgewicht zwischen Leistung, Zuverlässigkeit und Anpassung erfordern. Sie werden unter anderem in der Automobil-, Unterhaltungselektronik-, Telekommunikations- und Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt.

Basierend auf den Komponenten ist der globale Markt für integrierte Schaltkreise der nächsten Generation in Modulatoren, Dämpfungsglieder, Laser, optische Verstärker und Fotodetektoren unterteilt.

In integrierten Multichip-Schaltkreisen (ICs) sind Modulatoren Schaltkreise oder elektronische Komponenten, die zur Durchführung von Modulationsvorgängen ausgelegt sind. Modulation bezieht sich auf das Verfahren, bei dem eine oder mehrere Eigenschaften eines Trägersignals nach einem Informationssignal geändert werden, um Daten effizient über einen Kommunikationskanal zu übertragen. Abhängig von der Anwendung können integrierte Multichip-Schaltkreise, die zahlreiche auf einem einzigen Substrat miteinander verbundene Halbleiterchips oder -chips umfassen, Modulatoren für verschiedene Zwecke verwenden. Die Spezifikationen des Systems, das Kommunikationsprotokoll und der Verwendungszweck bestimmen, welcher Modulator in einer integrierten Multichip-Schaltung verwendet wird.

Basierend auf der Anwendung ist der globale Markt für integrierte Schaltkreise der nächsten Generation in Automobil, Unterhaltungselektronik, Gesundheitswesen und andere unterteilt.

Im Gesundheitssektor gewinnt die Funktion integrierter Schaltkreise (ICs) der nächsten Generation zunehmend an Bedeutung, da sie die Entwicklung zahlreicher hochmoderner Anwendungen erleichtern und bereits bestehende medizinische Technologien verbessern. ICs sind unter anderem wichtige Komponenten in Smartwatches und Fitnessmonitoren. Diese integrierten Schaltkreise können Daten über körperliche Aktivität, Schlafmuster und Pulsfrequenz übertragen und verarbeiten, sodass Benutzer ihre Gesundheit in Echtzeit überwachen und steuern können. Darüber hinaus ermöglicht die ständige Ausweitung der Anwendung integrierter Schaltkreise der nächsten Generation im Gesundheitswesen den technologischen und wissenschaftlichen Fortschritt, verbesserte Patientenergebnisse sowie eine individuellere und effektivere medizinische Versorgung. Diese Entwicklungen tragen zur Lösung einiger der derzeit kritischsten Probleme im Gesundheitswesen bei.

jüngsten Entwicklungen

• Januar 2023 – Siemens Digital Industries Software stellt die Software Questa™ Verification IQ vor. Diese innovative Lösung hilft Logikverifizierungsteams dabei, viele Hindernisse zu überwinden, die mit der exponentiellen Zunahme der Designkomplexität modernster integrierter Schaltkreise (ICs) der nächsten Generation verbunden sind.
• Mai 2023 – Aehr Test Systems, ein weltweiter Anbieter von Halbleiter-Test- und Produktions-Burn-In-Geräten, gab bekannt, dass ein aktueller Großkunde im Bereich Silizium-Photonik die erste Bestellung für eine neue Hochleistungskonfiguration seines FOX-XP™-Systems zur Herstellung von Wafern aufgegeben hat -Level-Burn-In von integrierten Silizium-Photonik-Schaltkreisen (ICs) der nächsten Generation.