片上系统 (SoC) 市场规模和份额

片上系统 (SoC) 市场分析

2025 年片上系统市场规模为 1618.8 亿美元，预计到 2030 年将达到 2378.0 亿美元，复合年增长率为 7.99%。智能手机更新周期的放缓被边缘原生人工智能推理和 5G 客户端设备的快速采用所抵消，从而保持单位体积稳定和平均芯片尺寸更大。一级汽车 OEM 将数十个控制单元整合到集中计算域中，从而提高了对多核、支持 ASIL-D 的 SoC 的需求。超大规模企业继续用内部设计取代商用芯片，为先进封装提供商扩大了可利用的机会。美国、日本和欧盟的区域晶圆厂激励措施资助了产能，降低了供应链风险，并鼓励本地化设计制造策略。

全球片上系统 (SoC) 市场趋势和见解

对 5G 设备的需求飙升

第一波独立 5G 网络带来了更紧缩的上行链路预算和更高的基带复杂性，促使智能手机 OEM 厂商在高通 Snapdragon 调制解调器子系统中嵌入 AI 调优引擎。 8 Elite 将 Release 17 级调制解调器与 45 TOPS 神经引擎相结合，与前代产品相比，每瓦性能提高了 45%。^{[1]Qualcomm 产品简介，“Snapdragon 8 Elite Platform,” qualcomm.com} 联发科技的天玑9400 已采纳类似的层次结构，加速了 2025 年初推出的高端手机的在线视频增强。针对工业路由器的配套模块复制了这种集成，允许在智能工厂单元中实现亚毫秒级驱动，无需云往返。因此，手机和工业网关的更新放大了整个片上系统市场的近期收入脉搏。

物联网和 AI 边缘的快速扩散

分布式推理工作负载促使设计人员将通用内核、DSP 和神经加速器融合在单个芯片上。 EdgeCortix 的 SAKURA-II 在低于 10 瓦的功耗下为在线检查零件的工业相机提供了 40 TOPS。智慧城市集成商使用微服务器改造了交通信号机柜，在发送元数据之前在本地压缩视频流，从而将回程减少了 80%。架构支点增加了每个节点的硅含量，同时缩短了设计周期，从而提高了异构/融合 SoC 的性能成为片上系统市场中增长最快的部分。

汽车向集中式 E/E 架构的转变

2025 年进入批量生产的车辆平台用连接到中央计算中心的区域控制器取代了数十个 ECU 外壳。 NXP 的 S32N 系列将实时确定性核心与支持 Linux 的应用集群相结合，以同时托管线控驾驶、ADAS 和信息娱乐工作负载。瑞萨电子的 R-Car Gen 5 与用于感知堆栈的神经加速器的 ASIL-B 功能安全性相匹配。欧洲奢侈品牌的早期现场部署验证了总体拥有成本的上升空间，预计到 2030 年，片上系统市场内的汽车收入复合年增长率为 14.4%。

补贴推动的区域晶圆厂扩建

美国芯片和科学法案最终确定了 520 亿美元的拨款，其中包括专门用于美光博伊西内存扩展的 61 亿美元和美元台积电向阿里承诺投资650亿佐纳巨型网站。日本和德国共同资助的逻辑和功率器件生产线也采用了类似的框架。新晶圆在终端客户附近开始生产，提高了弹性，并在设计团队和工艺工程师之间建立了紧密的反馈循环，缩短了前沿节点的流片时间。

亚 5 纳米设计和掩模成本不断上升

2024 年底，台积电 2 纳米节点的掩模组费用超过每片晶圆 30,000 美元，比 3 纳米高出 50%，并推动了复杂项目的总项目预算SoC 的成本将达到 1 亿美元。^{[2]TSMC Corporate Communications, “TSMC Arizona Fab Updates,” tsmc.com} 只有少数无晶圆厂能够承担此类支出，迫使设计人员的长尾转向成熟节点，限制了功能集成和尖端 EDA 供应商的 TAM 增长趋于平缓。

出口管制导致供应链脆弱性

扩大的外国直接产品规则门槛限制了 2024 年运往中国大陆的 600 系列光刻设备。NVIDIA 的回应是，将合规性有限的 GPU 与较少的 HBM 堆栈进行分级，并推出了并行 b为中国超大规模企业提供 oard SKU，从而稀释了毛利率杠杆。重复的测试、封装和物流流程提高了 SoC 供应商的营运资金要求，并给片上系统市场带来了预测波动性。

细分市场分析

按产品类型：数字 SoC 主导地位面临异构挑战

数字 SoC 器件占 2024 年收入的 53.1%，反映出其普遍存在在智能手机和通用计算领域。设计人员跨层重复使用可扩展的 IP 库，平滑成本曲线并实现快速衍生产品发布。然而，基于小芯片的堆叠的到来给单片数字霸权带来了第一个结构性挑战。异构/融合 SoC（将 CPU、GPU、NPU 和专用加速器拼接在单个中介层上）的复合年增长率为 10.2%，从传统数字格式中夺取了份额。混合信号变体仍然至关重要，其中传感器融合和电源管理横截面，例如电池 BMS 控制器。 RF/连接 SoC 利用扩展的 Wi-Fi 7 和 5G RedCap 部署，而以模拟为中心的设备则锚定动力系统和工业驱动通道。结果是一个过渡阶段，片上系统市场在保持数字量领先地位的同时，将增量研发引导到模块化、特定领域的混合产品。

架构重组也改变了代工厂组合。纯数字流片倾向于高利用率的 7/6 nm 生产线，而早期的异构原型将 5 nm 逻辑芯片与 16 nm 模拟小芯片配对，嵌套在台积电的 SoIC 封装流程中。这种划分可以保护模拟 IP 免受超薄鳍片宽度缩小的影响，从而降低了风险。供应商强调通过通用 Chiplet Interconnect Express (UCIe) 规范实现标准化，旨在于 2026 年之后释放多源 Chiplet 市场。随着互操作性的成熟，片上系统市场预计将迎来加速发展额定产品类型周转率，压缩设计周期并扩大芯片到封装的价值捕获。

按最终用户行业：汽车加速颠覆消费者主导地位

随着手机、可穿戴设备和 AR 眼镜以可预测的 12 至 18 个月更新频率，消费电子产品将在 2024 年占据 46.3% 的收入。内容收益来自支持生成式 AI 相机功能的更大 ISP 集群。然而，汽车取代通信基础设施成为增长最快的行业，到 2030 年复合年增长率为 14.4%。这种转变源于软件定义的车辆路线图，该路线图将感知、域控制和信息娱乐工作负载集中在有限数量的车辆计算节点上。一级供应商开始锁定多年的芯片供应协议，控制分配风险并为 SoC 厂商提供无与伦比的需求可见性。在分层预测性维护的棕地改造的帮助下，工业和物联网领域保持稳定的个位数增长

在医疗保健领域，体内连续血糖监测仪的监管许可增加了带有集成无线电的超低功耗生物医学 SoC 的数量。随着 AWS 等超大规模企业采用内部开发的 Graviton4 CPU，数据中心需求不断变化，侵蚀了商用服务器 CPU TAM，但刺激了机架内共同封装的光学控制器。通信基础设施收入受益于 5G Advanced 基带升级，但利润率因开放 RAN 定价而压缩。总而言之，片上系统市场依靠汽车和边缘人工智能物联网订单来缓冲消费类手机的周期性，展示了其跨行业的多元化需求。

按工艺节点：先进节点在成本压力下推动性能

7/6 纳米级在 2024 年占据了 29.5% 的份额，为主流客户提供了最佳的良率与性能权衡。移动应用处理器利用该节点集成 190 亿个晶体管，无需 EUV 掩模税打击uts。成熟的 ≥28 nm 技术在工业 MCU 和长生命周期汽车底盘控制器中保持了发展势头，其价值在于数十年的可用性承诺。尽管如此，在 AI 云加速器和旗舰智能手机芯片组的支持下，2 纳米及以下工艺（包括 3-DIC 逻辑堆栈）的复合年增长率为 15.3%。随着背面电源轨削减 IR 压降并释放更高的频率上限，到 2030 年，亚 2 纳米流片的片上系统市场规模预计将达到 10 亿美元左右。

工艺混合差异刺激了差异化的资本支出。代工厂将新建资金注入 GAA 节点，同时翻新 40 nm 生产线以进行 MEMS 和功率分立联合生产。一些无晶圆厂采用分离芯片方法，在 28 nm 上制造耐压模拟芯片，并通过混合键合将它们键合到 3 nm 计算模块。这种异质性缓冲了 NRE 暴露并扩大了芯片面积包络，而无需将每个晶体管推向最昂贵的几何形状。结果，节点tr经济因素仍然存在细微差别，许多设计在一个先进封装中体现了多代产品，这是片上系统行业的标志性趋势。

按应用：边缘人工智能增长挑战智能手机霸主地位

智能手机和平板电脑满足了 2024 年需求的 41.7%，但随着全球渗透率超过 90%，单位弹性正在趋于平缓。功能手机的替代已基本完成，这促使原始设备制造商在设备上的生成​​人工智能方面实现差异化。相反，在智能工厂、能源分配和流量管理部署的推动下，边缘人工智能和物联网设备到 2030 年的复合年增长率将达到 12.4%。视觉节点在捕获点采用 20-TOPS 推理，减少了云出口成本。服务器和数据中监督任务激增。可穿戴设备和智能家居控制器以始终在线的语音唤醒词为中心，将待机预算缩减至 5 毫瓦以下。工业自动化平台升级到确定性 TSN 以太网堆栈，需要紧密集成的 MAC 内核。总的来说，这些转变表明，片上系统市场将逐渐青睐具有边缘弹性的 SKU，从而稀释曾经由手机垄断的份额。

地理分析

亚太地区在 2024 年占据 54.8% 的收入，并以 10.2% 的复合年增长率继续领先于所有地区。 2030 年。中国的“小巨人”补贴计划资助了 200 多家国内 SoC 初创企业，每家都瞄准了从低轨道卫星调制解调器到汽车激光雷达信号处理器的垂直领域。韩国 IDM 利用自有 DRAM 和 HBM 生产将内存与计算块捆绑在一起，从而增强了生态系统的粘性。台湾铸造走廊保持制程领先dership，于 2025 年第二季度交付第一批 2 nm 全栅风险晶圆，而日本晶圆厂专门生产用于电动汽车牵引逆变器的宽带隙功率 SoC。

北美受益于英特尔在俄亥俄州 200 亿美元的投资以及新墨西哥州的一家新封装工厂（于 2025 年 4 月进入试运行）。AWS 在 2024 年 7 月后在美国的五个可用区推出了基于 Graviton4 的实例，并报告称网络层性能提升 30%，建立加速国内设计周期的硅飞轮。政府出口管制更新确实限制了与中国的双边贸易，但强劲的云计算和国防支出使该地区保持了较高的个位数复合年增长率。

欧洲以汽车芯片的卓越性为中心。德国 OEM 厂商与英飞凌和意法半导体签订了多代供应协议，以确保 ADAS 计算的安全，而《欧盟芯片法案》承诺投入 430 亿欧元（479 亿美元），到 2030 年将地区产能翻一番。^{[3]欧盟委员会，“欧盟芯片法案情况说明书”，ec.europa.eu} 法国和意大利共同资助专为工业自动化系统定制的 3-DIC 模块晶圆级包装线，确保工业 4.0 推出的供应自主权。总的来说，这些动态表明，虽然亚太地区保持着数字领先地位，但片上系统市场正在演变成平衡韧性与规模的三极供应格局。

竞争格局

高通、联发科和博通等现任领导者通过加速 IP 重用来捍卫自己的份额并采用与移动、PC 和 XR 设计重叠的 4 年公共流程路线图。高通于 2024 年 6 月完成了对 Alphawave Semi 的 24 亿美元收购，为 224 Gbps 芯片间链路带来了内部高速 SerDes 技术。调解k 通过与台积电合作推出 3 纳米 AP（于 2025 年 1 月提供样品），扩大了旗舰产品的渗透率，旨在将可折叠手机的待机功率降至 2 瓦以下。

超大规模厂商加强了垂直整合。 AWS 大规模部署了第四代 Graviton ARM CPU、自定义 EFA 网络适配器和 Trainium 加速器。谷歌的 TPU 系列 5 添加了稀疏感知矩阵引擎，而苹果将 M 系列扩展为 14 核工作站 SKU，说明了不断增长的内部芯片趋势。这些举措稀释了商业供应商的单位数量，但扩大了 IP 许可方和封装此类定制芯片的先进 OSAT 公司的 TAM。

初创企业的目标是冷却、安全和人工智能，以减少空白。 Frore Systems 的 AirJet PAK 固态冷却器在 6 毫米 Z 高度中输出 25 瓦功率，为边缘网关解锁无风扇 NPU 模块。^{[4]Frore Systems Media Room，“AirJet PAK 发布”，froresystems.com xMEMS 随后推出了一款用于 XR 智能眼镜的 1 毫米薄微型鼓风机，可减轻受限可穿戴设备中的热节流。与此同时，Universal Chiplet Interconnect Express 联盟在 v1.1 中添加了安全扩展，为可信的多供应商小芯片组件铺平了道路。 Meta 和 Apple 的专利申请强调了基于硬件的 AI 加速和内存端缓存一致性是核心研发重点，预示着一场创新竞赛将保持整个片上系统市场竞争强度的提升。}