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세계의 3차원 TSV 및 2.5차원 시장
3D TSV and 2.5D
상품코드 : 1796058
리서치사 : Market Glass, Inc. (Formerly Global Industry Analysts, Inc.)
발행일 : 2025년 08월
페이지 정보 : 영문 288 Pages
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한글목차

3차원 TSV 및 2.5차원 세계 시장은 2030년까지 1,889억 달러에 달할 전망

2024년에 447억 달러로 추정되는 3차원 TSV 및 2.5차원 세계 시장은 분석 기간인 2024-2030년에 CAGR 27.2%로 성장하여 2030년에는 1,889억 달러에 달할 것으로 예측됩니다. 이 보고서에서 분석한 부문 중 하나인 3D 적층 메모리 패키징은 CAGR 28.2%를 기록하며 분석 기간 종료까지 780억 달러에 달할 것으로 예측됩니다. 5D 인터포저 패키징 분야의 성장률은 분석 기간 동안 CAGR 23.3%로 추정됩니다.

미국 시장은 122억 달러, 중국은 CAGR 35.8%로 성장 예측

미국의 3차원 TSV 및 2.5차원 시장은 2024년에 122억 달러로 추정됩니다. 세계 2위 경제 대국인 중국은 2030년까지 470억 달러의 시장 규모에 달할 것으로 예측되며, 분석 기간인 2024-2030년 CAGR은 35.8%를 기록할 것으로 예상됩니다. 기타 주목할 만한 지역별 시장으로는 일본과 캐나다가 있고, 분석 기간 동안 CAGR은 각각 21.8%와 24.5%로 예측됩니다. 유럽에서는 독일이 CAGR 약 22.9%로 성장할 것으로 예측됩니다.

세계의 3차원 TSV 및 2.5차원 시장 - 주요 동향과 촉진요인 정리

3차원 TSV와 2.5차원 패키지는 반도체 집적화를 어떻게 재정의하고 있는가?

3D 관통전극(TSV)과 2.5D 집적 기술의 출현은 첨단 칩 설계에서 성능 향상, 전력 소비 감소, 폼팩터 최소화를 실현할 수 있는 혁신적인 경로를 제공함으로써 반도체의 전망을 재구성하고 있습니다. 기존 패키징 방식과 달리 3D TSV는 실리콘 웨이퍼에 에칭된 고종횡비 비아를 사용하여 여러 개의 다이를 수직으로 쌓을 수 있어 상호연결 길이를 크게 단축하고 더 빠른 신호 전송을 가능하게 합니다. 이러한 수직적 통합을 통해 대역폭 확대, 지연 시간 개선, 전력 효율성 향상 등 고성능 컴퓨팅, 인공지능, 데이터센터 운영 등의 애플리케이션에 필수적인 요소들을 구현할 수 있습니다. 반면, 2.5D 패키지는 여러 개의 다이를 인터포저에 나란히 배치하는 중간적인 접근 방식을 제공하며, 완전한 3D 적층과 관련된 열 및 수율 문제를 해결하면서 2D 패키지보다 향상된 성능을 제공합니다. 이러한 기술 혁신은 이종 집적화를 지원하여 로직, 메모리, 아날로그 및 광학적 구성요소를 컴팩트한 고기능 모듈에 공존할 수 있게 합니다. 소비자 전자제품에서 항공우주에 이르기까지 다양한 산업에서 전력 소비와 성능 저하 없이 소형화 요구를 충족시키기 위해 이러한 패키징 아키텍처를 채택하고 있습니다. TSV를 이용한 고대역폭 메모리(HBM)와 로직 칩의 통합은 대표적인 사례로, 신경망 훈련 및 3D 렌더링과 같은 데이터 집약적인 작업을 가능하게 합니다. 시스템온칩(SoC)의 복잡성이 증가함에 따라, 모놀리식 스케일링의 한계는 무어의 법칙을 대체할 수 있는 효과적인 대안으로 첨단 패키징으로 업계를 이끌고 있습니다. TSV 및 2.5D 솔루션은 신호 무결성 문제를 해결하고 더 높은 I/O 밀도를 지원함으로써 반도체가 보다 지능적이고 컴팩트하며 전력 효율이 높은 아키텍처로 진화하는 데 핵심적인 역할을 하고 있습니다.

기술 대기업과 주조업체들이 3차원 TSV와 2.5차원 기술에 적극적으로 투자하는 이유는 무엇일까?

3차원 TSV 및 2.5차원 패키징 기술에 대한 반도체 파운드리, 집적 디바이스 제조업체 및 하이테크 대기업의 적극적인 투자는 데이터 기반 경제에서 더 빠르고, 더 작고, 더 에너지 효율적인 디바이스에 대한 요구가 증가함에 따라 이루어지고 있습니다. 이러한 첨단 패키징 기술은 대역폭 확장성, 전력 무결성, 폼팩터 감소 등 뚜렷한 성능상의 이점을 제공하며, 인공지능, 머신러닝, 그래픽 처리, 5G 인프라를 위한 차세대 칩셋에 필수적인 요소로 자리 잡았습니다. TSMC, 인텔, 삼성, ASE 등 대기업들은 TSV 에칭, 웨이퍼 본딩, 인터포저 제조에 대응하는 설비의 신설 및 증설에 막대한 자금을 투입하고 있습니다. 이러한 투자는 최적의 성능과 비용 효율성을 위해 서로 다른 공정 노드에서 생산된 서로 다른 기능 단위들을 하나의 패키지로 통합하여 최적의 성능과 비용 효율성을 달성하는 이종 통합(heterogeneous integration)에 대한 수요 증가에 대한 전략적 대응이기도 합니다. 클라우드 컴퓨팅과 엣지 디바이스는 그 어느 때보다 낮은 레이턴시와 높은 병렬성을 요구하고 있으며, 이는 TSV와 인터포저를 통해 고밀도 상호연결을 통해 실현될 수 있습니다. 이러한 기술은 단일 모놀리식 다이를 스케일업하는 대신 더 작은 기능별 칩을 결합하는 데 사용할 경우 비용 측면에서도 큰 이점을 제공합니다. TSV와 2.5D 아키텍처에 기반한 칩렛 기반 설계 기법의 채택은 모듈식 고성능 컴퓨팅 플랫폼의 상업적 실현 가능성을 더욱 확장하고 있습니다. 정부 및 국방 기관도 차세대 반도체 공급망 확보의 전략적 중요성을 인식하고 첨단 패키징 분야의 국내 역량을 장려하고 있습니다. 업계 파트너십, 합작투자, R&D 협력은 기술 혁신을 가속화하고 규모에 맞는 생산 준비를 가능하게 합니다. 재료, 장비, 숙련된 인력 생태계가 성숙해짐에 따라 투자의 초점이 실험에서 본격적인 전개로 옮겨가고 있습니다.

3차원 TSV와 2.5차원의 채택을 가속화하고 있는 애플리케이션과 시장은?

3차원 TSV와 2.5차원 기술의 채택이 가속화되고 있는 것은 데이터 처리량 향상, 낮은 지연시간, 더 엄격한 전력 엔벨로프를 요구하는 고성능 애플리케이션의 폭발적인 성장과 밀접하게 연관되어 있습니다. 데이터센터 및 클라우드 인프라에서 이러한 기술은 AI 트레이닝, 실시간 분석, 가상화 등 대용량 워크로드를 지원하는 강력한 프로세서와 메모리 모듈을 만드는 데 사용됩니다. AI 및 게임 애플리케이션에 배치되는 그래픽 처리 장치(GPU)와 텐서 처리 장치(TPU)도 TSV 통합 HBM의 높은 메모리 대역폭과 긴밀한 결합을 통해 큰 이점을 누릴 수 있습니다. 모바일 및 소비자 가전 분야에서 TSV와 2.5D는 컴퓨팅 성능을 저하시키지 않으면서도 더 얇고, 더 가볍고, 더 에너지 효율적인 디바이스를 구현할 수 있게 해줍니다. 자동차 업계는 전기자동차와 자율주행차, 특히 ADAS(첨단 운전자 보조 시스템)와 인포테인먼트 장치에서 증가하는 전자 컨텐츠를 지원하기 위해 이러한 기술을 채택하기 시작했습니다. 항공우주 및 방위 산업은 공간, 무게, 성능이 엄격하게 제한되는 미션 크리티컬한 애플리케이션에 2.5D 및 3D 패키징의 신뢰성과 컴팩트함을 활용하고 있습니다. 의료기기 및 웨어러블도 새로운 응용 분야로, TSV를 통해 진단, 모니터링 및 치료 기능을 위한 소형 폼팩터에 강력한 칩을 통합할 수 있습니다. 또한, 엣지 컴퓨팅 디바이스에 대한 수요가 증가함에 따라 분산된 환경에서도 견고한 성능이 요구되는 만큼, 작고 효율적인 패키징 솔루션에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 머신비전 시스템, IoT 센서, 산업용 로봇은 TSV와 2.5D에서 처리 능력과 공간 효율성의 이상적인 균형을 찾고 있습니다. 이러한 기술을 기반으로 한 칩렛 기반 아키텍처로의 전환은 설계 유연성을 높이고, 제조업체가 틈새 시장을 위한 솔루션을 신속하게 프로토타입으로 제작하고 맞춤화할 수 있도록 지원합니다. 이러한 다양한 분야가 보다 데이터 집약적이고 AI를 지원하는 기능으로 계속 수렴함에 따라, 3차원 TSV와 2.5차원 패키징의 채택 곡선은 가파르게 상승할 것으로 예상되며, 업계 전반의 미래 혁신을 실현하는 중요한 원동력으로서의 역할이 강화될 것입니다.

3차원 TSV와 2.5차원 시장의 성장을 촉진하는 주요 요인은?

3차원 TSV 및 2.5차원 시장의 성장은 진화하는 반도체 설계 요구, 변화하는 소비자 기술 수요, 제조 능력의 발전과 직결되는 몇 가지 요인에 의해 주도되고 있습니다. 큰 요인 중 하나는 트랜지스터의 미세화가 물리적, 경제적으로 한계에 다다랐기 때문에 기존 플래너 스케일링의 한계를 극복하는 것이 급선무가 되고 있다는 점입니다. 3차원 TSV와 2.5차원 통합은 노드를 소형화하지 않고도 성능을 향상시킬 수 있는 대체 경로를 제공하여 더 높은 I/O 밀도, 신호 전송 개선, 전력 손실 감소를 실현할 수 있습니다. 또 다른 중요한 요인은 AI 및 고성능 컴퓨팅 워크로드의 증가입니다. 이러한 워크로드는 TSV를 통한 HBM 통합으로 실현 가능한 매우 높은 메모리 대역폭과 낮은 레이턴시를 필요로 합니다. 여러 개의 특수 코어와 칩렛을 하나의 패키지에 집적하는 이기종 컴퓨팅에 대한 의존도가 높아지고 있는 것도 이러한 첨단 패키징 형태로의 전환을 가속화하고 있습니다. 또한, 모바일 기기, AR/VR 헤드셋, 스마트 웨어러블의 보급은 3차원 TSV와 2.5차원이 제공할 수 있는 작고 에너지 효율적인 칩에 대한 수요를 촉진하고 있습니다. 자동차 분야에서는 전동화 및 자동화가 추진되면서 차량용 계산에 적합한 소형, 고신뢰성, 고열효율의 칩에 대한 수요가 발생하고 있습니다. 미세 피치 TSV 에칭, 웨이퍼 박형화, 열 인터페이스 재료 등의 제조 공정이 발전함에 따라 이러한 패키지의 대량 생산이 더욱 현실화되어 비용 효율성이 향상되었습니다. 업계 표준과 설계 도구가 성숙해지면서 통합의 복잡성이 감소하고 개발 주기가 단축되었습니다. 또한, 반도체 공급망 지역화를 위한 지정학적 노력은 국가 전략 구상의 일환으로 첨단 패키징 시설에 대한 투자를 촉진하고 있습니다. 칩 설계자, OSAT(Outsourced Semiconductor Assembly and Test), EDA(Electronic Design Automation) 툴 제공업체 간의 협력적 노력은 컨셉에서 상업적 출시까지의 경로를 간소화하고 있습니다. 마지막으로, 5G, 엣지 컴퓨팅, AI의 대규모 융합은 보다 지능적이고 통합된 하드웨어 솔루션에 대한 지속적인 수요를 창출하여 3차원 TSV와 2.5차원 기술을 차세대 반도체 혁신의 기본 구성요소로 확고히 자리매김할 것입니다.

부문

패키징 유형(3D 적층 메모리 패키징, 5D 인터포저 패키징, TSV 탑재 CIS 패키징, 3D SoC 패키징, 기타 패키징 유형), 최종사용자(가전제품·최종사용자, 자동차·최종사용자, 하이 퍼포먼스·컴퓨팅 및 네트워킹·최종사용자, 기타 최종사용자)

조사 대상 기업 사례

AI 통합

Global Industry Analysts는 검증된 전문가 컨텐츠와 AI 툴을 통해 시장 정보와 경쟁 정보를 혁신하고 있습니다.

Global Industry Analysts는 LLM 및 업계 고유의 SLM을 조회하는 일반적인 규범을 따르는 대신 비디오 기록, 블로그, 검색 엔진 조사, 방대한 양의 기업, 제품/서비스, 시장 데이터 등 세계 전문가로부터 수집한 컨텐츠 리포지토리를 구축했습니다.

관세 영향 계수

Global Industry Analysts는 본사 소재지, 제조거점, 수출입(완제품 및 OEM)을 기준으로 기업의 경쟁력 변화를 예측하고 있습니다. 이러한 복잡하고 다면적인 시장 역학은 매출원가(COGS) 증가, 수익성 하락, 공급망 재편 등 미시적, 거시적 시장 역학 중에서도 특히 경쟁사들에게 영향을 미칠 것으로 예상됩니다.

목차

제1장 조사 방법

제2장 주요 요약

제3장 시장 분석

제4장 경쟁

KSM
영문 목차

영문목차

Global 3D TSV and 2.5D Market to Reach US$188.9 Billion by 2030

The global market for 3D TSV and 2.5D estimated at US$44.7 Billion in the year 2024, is expected to reach US$188.9 Billion by 2030, growing at a CAGR of 27.2% over the analysis period 2024-2030. 3D Stacked Memory Packaging, one of the segments analyzed in the report, is expected to record a 28.2% CAGR and reach US$78.0 Billion by the end of the analysis period. Growth in the 5D Interposer Packaging segment is estimated at 23.3% CAGR over the analysis period.

The U.S. Market is Estimated at US$12.2 Billion While China is Forecast to Grow at 35.8% CAGR

The 3D TSV and 2.5D market in the U.S. is estimated at US$12.2 Billion in the year 2024. China, the world's second largest economy, is forecast to reach a projected market size of US$47.0 Billion by the year 2030 trailing a CAGR of 35.8% over the analysis period 2024-2030. Among the other noteworthy geographic markets are Japan and Canada, each forecast to grow at a CAGR of 21.8% and 24.5% respectively over the analysis period. Within Europe, Germany is forecast to grow at approximately 22.9% CAGR.

Global 3D TSV and 2.5D Market - Key Trends & Drivers Summarized

How Are 3D TSV and 2.5D Packaging Redefining Semiconductor Integration?

The emergence of 3D Through-Silicon Via (TSV) and 2.5D integration technologies is reshaping the semiconductor landscape by offering innovative pathways to enhance performance, reduce power consumption, and minimize form factor in advanced chip designs. Unlike traditional packaging methods, 3D TSV enables vertical stacking of multiple dies using high-aspect-ratio vias etched through silicon wafers, significantly shortening interconnect lengths and allowing faster signal transmission. This vertical integration results in higher bandwidth, improved latency, and better power efficiency, all of which are critical for applications such as high-performance computing, artificial intelligence, and data center operations. On the other hand, 2.5D packaging provides an intermediate approach, where multiple dies are placed side-by-side on an interposer, offering improved performance over 2D packaging while addressing the thermal and yield challenges associated with full 3D stacking. These innovations support heterogeneous integration, allowing logic, memory, analog, and even photonic components to coexist in a compact, high-functionality module. Industries ranging from consumer electronics to aerospace are increasingly adopting these packaging architectures to meet the demand for miniaturization without compromising power or performance. The integration of High Bandwidth Memory (HBM) with logic chips using TSVs is a prime example, enabling data-intensive tasks such as neural network training and 3D rendering. As system-on-chip (SoC) complexity grows, the limitations of monolithic scaling have pushed the industry toward advanced packaging as a viable alternative to Moore’s Law. TSV and 2.5D solutions address signal integrity issues and support higher I/O density, thereby playing a central role in the continued evolution of semiconductors toward more intelligent, compact, and power-efficient architectures.

Why Are Tech Giants and Foundries Heavily Investing in 3D TSV and 2.5D Technologies?

The aggressive investments by semiconductor foundries, integrated device manufacturers, and tech giants in 3D TSV and 2.5D packaging technologies are rooted in the escalating need for faster, smaller, and more energy-efficient devices in a data-driven economy. These advanced packaging techniques offer clear performance advantages in terms of bandwidth scalability, power integrity, and form factor reduction, making them indispensable in next-generation chipsets for artificial intelligence, machine learning, graphics processing, and 5G infrastructure. Major players such as TSMC, Intel, Samsung, and ASE are allocating significant capital towards building and expanding facilities equipped to handle TSV etching, wafer bonding, and interposer fabrication, all of which require highly specialized and precise processes. These investments are also strategic responses to the growing demand for heterogeneous integration, where different functional units fabricated on separate process nodes are assembled into a single package for optimal performance and cost-efficiency. Cloud computing and edge devices are pushing for ever-smaller latencies and greater parallelism, both of which are enabled by the high-density interconnects made possible through TSVs and interposers. These technologies also offer significant cost advantages when used to combine smaller, function-specific chips rather than scaling up a single, monolithic die. The adoption of chiplet-based design methodologies, supported by TSV and 2.5D architectures, is further expanding the commercial feasibility of modular, high-performance computing platforms. Governments and defense agencies are also incentivizing domestic capabilities in advanced packaging, recognizing the strategic importance of securing next-generation semiconductor supply chains. Industry partnerships, joint ventures, and R&D collaborations are accelerating technical innovation and enabling production readiness at scale. As the ecosystem for materials, equipment, and skilled labor matures, the focus of investment is shifting from experimentation to full-fledged deployment, driven by both the technical superiority and the commercial viability of these packaging formats.

What Applications and Markets Are Accelerating Adoption of 3D TSV and 2.5D?

The accelerating adoption of 3D TSV and 2.5D technologies is closely tied to the explosive growth of high-performance applications that demand increased data throughput, lower latency, and tighter power envelopes. In data centers and cloud infrastructure, these technologies are used to create powerful processors and memory modules that support high-volume workloads such as AI training, real-time analytics, and virtualization. Graphics processing units (GPUs) and tensor processing units (TPUs) deployed in AI and gaming applications also benefit greatly from the high memory bandwidth and close coupling made possible by TSV-integrated HBM. In mobile and consumer electronics, TSV and 2.5D are enabling thinner, lighter, and more energy-efficient devices without sacrificing computing capability. The automotive industry is beginning to adopt these technologies to support the increasing electronic content in electric and autonomous vehicles, particularly in advanced driver assistance systems (ADAS) and infotainment units. Aerospace and defense are leveraging the reliability and compactness of 2.5D and 3D packaging for mission-critical applications where space, weight, and performance are tightly constrained. Medical devices and wearables are another emerging application area, with TSVs enabling the integration of powerful chips into small form factors for diagnostic, monitoring, and therapeutic functions. Additionally, the growing demand for edge computing devices, which require robust performance in decentralized and often constrained environments, is boosting interest in compact and efficient packaging solutions. Machine vision systems, IoT sensors, and industrial robotics are finding in TSV and 2.5D the ideal balance between processing power and spatial efficiency. The trend toward chiplet-based architectures, supported by these technologies, is also unlocking design flexibility, allowing manufacturers to rapidly prototype and customize solutions for niche markets. As these diverse sectors continue to converge on more data-intensive and AI-enabled functionalities, the adoption curve for 3D TSV and 2.5D packaging is expected to steepen, reinforcing their role as key enablers of future innovation across industries.

What Are the Key Drivers Fueling Growth in the 3D TSV and 2.5D Market?

The growth in the 3D TSV and 2.5D market is driven by several factors directly tied to evolving semiconductor design needs, changing consumer technology demands, and advancements in manufacturing capabilities. One major driver is the urgent need to overcome the limitations of traditional planar scaling as transistor miniaturization approaches physical and economic limits. 3D TSV and 2.5D integration provide alternative pathways to performance enhancement without the need for smaller nodes, offering higher I/O density, improved signal transmission, and reduced power loss. Another key factor is the rise of AI and high-performance computing workloads, which necessitate extremely high memory bandwidth and low latency, achievable through HBM integration via TSVs. The increasing reliance on heterogeneous computing, where multiple specialized cores or chiplets are integrated within a single package, is also accelerating the shift toward these advanced packaging formats. Furthermore, the proliferation of mobile devices, AR/VR headsets, and smart wearables is driving the demand for compact and energy-efficient chips that 3D TSV and 2.5D can deliver. The automotive sector’s push toward electrification and autonomy is creating demand for compact, high-reliability, thermally efficient chips suitable for in-vehicle computation. Advancements in fabrication processes, such as fine-pitch TSV etching, wafer thinning, and thermal interface materials, are making high-volume manufacturing of these packages more feasible and cost-effective. Industry standards and design tools have also matured, reducing integration complexity and enabling faster development cycles. Additionally, geopolitical efforts to localize semiconductor supply chains are fueling investments in advanced packaging facilities as part of national strategic initiatives. Collaborative efforts between chip designers, OSATs (Outsourced Semiconductor Assembly and Test), and EDA (Electronic Design Automation) tool providers are streamlining the path from concept to commercial deployment. Finally, the convergence of 5G, edge computing, and AI at scale is creating a sustained demand for more intelligent and integrated hardware solutions, solidifying 3D TSV and 2.5D technologies as foundational components in the next wave of semiconductor innovation.

SCOPE OF STUDY:

The report analyzes the 3D TSV and 2.5D market in terms of units by the following Segments, and Geographic Regions/Countries:

Segments:

Packaging Type (3D Stacked Memory Packaging, 5D Interposer Packaging, CIS with TSV Packaging, 3D SoC Packaging, Other Packaging Types); End-User (Consumer Electronics End-User , Automotive End-User, High Performance Computing & Networking End-User, Other End-Users)

Geographic Regions/Countries:

World; United States; Canada; Japan; China; Europe (France; Germany; Italy; United Kingdom; Spain; Russia; and Rest of Europe); Asia-Pacific (Australia; India; South Korea; and Rest of Asia-Pacific); Latin America (Argentina; Brazil; Mexico; and Rest of Latin America); Middle East (Iran; Israel; Saudi Arabia; United Arab Emirates; and Rest of Middle East); and Africa.

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TABLE OF CONTENTS

I. METHODOLOGY

II. EXECUTIVE SUMMARY

III. MARKET ANALYSIS

IV. COMPETITION

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