Chiplet 市场规模、份额、增长和行业分析，按类型（微处理器 (MPU)、图形处理单元 (GPU)、可编程逻辑器件 (PLD) 等）、按应用（汽车电子、消费电子、工业自动化、医疗保健、军事、IT 与电信、其他）、区域见解和预测到 2035 年

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CHIPLET 市场概览

预计 2026 年全球 Chiplet 市场规模将达到 7309 亿美元，预计到 2035 年将达到 11206 亿美元，复合年增长率为 6.0%。

Chiplet 市场正在通过将大型单片芯片替换为集成在 1 个高级封装内的较小功能芯片来改变半导体架构。基于 Chiplet 的处理器可以结合 CPU、GPU、内存、I/O、AI 加速器和连接功能，同时允许每个组件使用优化的工艺节点，例如 3 nm、5 nm、7 nm 或 12 nm。市场受益于制造产量的提高、模块化可扩展性和异构集成。 2024 年推出的 UCIe 2.0 增加了 3D 封装支持，而现代小芯片平台在先进的高性能计算配置中集成了 10 多个专用芯片。

美国Chiplet市场由国内半导体领先地位、人工智能基础设施、高性能计算、云数据中心和先进封装投资推动。 AMD、英特尔和 NVIDIA 等美国公司已将处理器和人工智能加速器的多芯片架构商业化。 AMD 的 EPYC 处理器在选定的配置中使用多达 12 个计算芯片，而英特尔则在高级产品中结合了多个计算、图形、SoC 和 I/O 模块。美国估计占全球小芯片采用率的 32%，这得益于 100 多家半导体设计公司以及超大规模计算基础设施、汽车电子、国防系统和生成人工智能应用的巨大需求。

主要发现

最新趋势

Chiplet 市场日益受到人工智能、高性能计算、先进封装、异构集成和标准化芯片间连接的影响。 UCIe 已成为重要的开放互连框架，UCIe 2.0 于 2024 年发布，引入了 3D 封装支持、改进的可管理性、增强的测试以及与先前规范的向后兼容性。该生态系统包括 10 多家主要创始和董事会级半导体和技术参与者，增强了多供应商的互操作性。

先进处理器越来越多地结合在不同节点制造的小芯片，包括 3 nm 计算芯片、5 nm 加速器、6 nm I/O 芯片和 12 nm 专用控制器。这种方法使制造商能够为性能关键型功能保留昂贵的前沿节点，同时使用成熟的节点进行连接和 I/O。人工智能加速器还使封装的复杂性超越了传统的处理器配置。选定的高性能产品包含超过 8 个计算芯片以及 HBM 堆栈和先进的互连结构。

市场动态

司机

对人工智能和高性能计算的需求不断增长。

人工智能工作负载对计算密度、内存带宽、可扩展性和功效提出了前所未有的要求。现代人工智能系统可能使用数十亿个参数，而高级大型语言模型在训练过程中需要数千个加速器设备。 Chiplet 架构允许半导体制造商在 1 个封装内组合多个计算芯片、I/O 芯片、内存接口和加速器模块。 AMD 的高级服务器处理器展示了具有多达 12 个计算芯片的配置，而高端多芯片处理器可以提供超过 100 个 CPU 内核。

克制

高级封装复杂性和互操作性限制。

Chiplet 市场面临封装复杂性、热密度、芯片间互操作性、测试要求和制造协调等方面的重大限制。大约 46% 的半导体开发商将封装复杂性视为采用的关键障碍，而 39% 的半导体开发商遇到了与接口和互操作性相关的挑战。多芯片系统可能包含 10 多个功能芯片，这对精确对准、功率传输、信号完整性、热管理和已知良好芯片验证提出了很高的要求。

开放式chiplet生态系统和异构集成的扩展

机会

开放小芯片标准为处理器设计人员、代工厂、封装专家、IP 供应商和新兴半导体公司创造了重大机遇。 UCIe 为标准化芯片间通信提供了一个行业框架，从而实现了功能芯片之间更大的互操作性。

UCIe 2.0 在 2024 年增加了全面的 3D 封装支持，允许未来的系统集成垂直堆叠的组件，并提高带宽密度和能源效率。超过 10 家全球重要的半导体和技术公司参与了该生态系统的开发或支持。

热管理、测试、安全和设计验证

挑战

随着小芯片系统包含 4、8、12 或更多功能芯片，工程师必须解决不断增加的热密度、接口验证、电力传输、延迟和网络安全问题。大约 34% 的小芯片开发人员表示存在热管理困难，而 31% 的开发人员认为测试和验证是重大挑战。

在 3D 配置中，垂直堆叠的芯片可以创建集中的热区，因为多个有源层在极短的物理距离内运行。安全性是另一个挑战，因为额外的芯片间接口可能会扩大潜在的攻击面。

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Chiplet 市场细分

按类型

• 微处理器 (MPU):微处理器约占 Chiplet 市场的 39%，使 MPU 成为最大的细分市场。基于 Chiplet 的 CPU 架构使制造商能够将多个计算芯片与单独的 I/O 芯片和缓存结构组合在 1 个封装内。先进的服务器处理器可以集成多达 12 个计算芯片并提供 100 多个处理器内核，从而大幅提高并行处理能力。模块化方法允许计算芯片使用 3 nm 或 5 nm 等先进节点，而 I/O 组件仍保留 6 nm 或 12 nm 等成熟技术。

• 图形处理单元 (GPU):GPU 约占 Chiplet 市场的 29%，受到人工智能、机器学习、游戏、可视化、科学计算和数据中心加速的支持。现代图形架构可以将计算芯片、内存控制器、缓存芯片和 I/O 组件分离成模块化块。 AMD 展示了商用消费类 GPU 芯片与图形计算芯片的集成，以及选定 Radeon 产品中的 6 个内存缓存芯片。高性能加速器越来越多地将多个计算组件和多个 HBM 堆栈集成到先进的 2.5D 封装中。

• 可编程逻辑器件 (PLD):在电信、航空航天、国防、汽车、工业控制、人工智能和网络加速的推动下，可编程逻辑器件约占 Chiplet 市场的 18%。基于 PLD 的小芯片架构将可编程逻辑与专用 I/O、存储器、AI 引擎、网络模块和高速收发器相结合。选定的高级自适应计算平台在单个封装中包含 3 个以上的功能芯片类别。模块化策略允许可编程设备支持不同的连接标准，同时扩展产品的灵活性。

• 其他:其他小芯片架构约占市场的 14%，包括 AI 加速器、内存小芯片、网络芯片、安全处理器、RISC-V 组件、专用 I/O 块和特定领域加速器。异构封装可以集成 5 个或更多功能芯片类别，允许制造商针对特定计算任务优化每个组件。人工智能加速器越来越多地使用模块化结构来组合张量处理引擎、内存接口、网络结构和控制处理器。

按申请

• 汽车电子:在先进驾驶辅助系统、自动驾驶、数字驾驶舱、信息娱乐、车辆连接和集中式计算架构的推动下，汽车电子约占 Chiplet 市场需求的 15%。现代高档车辆可包含 100 多个电子控制单元，对处理整合产生了强烈的需求。基于 Chiplet 的汽车处理器可以在 1 个封装内集成 CPU、GPU、AI 加速器、图像处理、安全和连接功能。

• 消费电子产品:消费电子产品约占 Chiplet 市场的 19%，受到个人电脑、游戏系统、笔记本电脑、智能手机、扩展现实设备、智能电视和高级工作站的支持。 Chiplet 架构在台式机和笔记本电脑处理器中变得尤为突出，制造商在其中集成了计算核心、图形、I/O、缓存和 AI 加速。选定的消费级处理器包含超过 8 个计算核心、集成神经处理单元和高级图形模块。

• 工业自动化:随着工厂部署机器人、机器视觉、预测性维护、边缘人工智能、数字孪生、可编程控制和智能运动系统，工业自动化约占 Chiplet 市场需求的 11%。现代智能工厂每天可以生成数 TB 的运营数据，需要能够实时分析的高性能边缘处理器。基于 Chiplet 的架构可将 CPU、AI 加速器、工业以太网、安全性、内存和专用 I/O 集成到 1 个计算包中。

• 医疗保健:医疗保健约占 Chiplet 市场的 7%，得到医学成像、基因组分析、机器人手术、可穿戴监测、数字病理学、实验室自动化和人工智能辅助诊断的支持。先进的成像系统每次扫描可处理数百万像素，而基因组测序可为单次全基因组分析生成超过 100 GB 的原始数据。 Chiplet 架构使医疗保健计算系统能够结合 CPU、GPU、AI 加速器、内存控制器和专用信号处理芯片。

• 军事:在雷达、电子战、自主系统、安全通信、卫星处理、监视、网络安全和高性能任务计算的推动下，军事应用约占 Chiplet 市场需求的 8%。先进的雷达系统可以同时处理数千个信号输入，需要低延迟的并行计算架构。小芯片使防御系统能够将 CPU、FPGA、AI 加速器、RF 处理、安全性和内存组件集成在 1 个封装内。

• IT 和电信:IT 和电信是最大的应用领域，约占 Chiplet 市场需求的 35%。云计算、人工智能、超大规模数据中心、5G 基础设施、网络和高性能服务器需要具有不断增加的核心数量、内存带宽和 I/O 容量的处理器。高级服务器 CPU 可以在 1 个封装中集成多达 12 个计算芯片和超过 100 个内核。电信设备越来越需要可编程加速、数据包处理、人工智能推理和高速连接。

• 其他:其他应用约占 Chiplet 市场需求的 5%，包括航空航天、科学研究、教育、能源系统、空间计算、加密货币基础设施和专用边缘设备。科学超级计算机可能使用数千个处理器和加速器设备，使得模块化半导体架构与计算密集型模拟越来越相关。空间系统受益于专为人工智能推理、通信、传感和耐辐射操作而设计的专用处理组件。

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CHIPLET 市场区域洞察

• 北美

北美占据全球 Chiplet 市场约 38% 的份额，使该地区成为 Chiplet 架构开发和商业化的最大贡献者。美国占北美小芯片活动的 90% 以上，并得到领先处理器公司、人工智能加速器开发商、云服务提供商、半导体设计公司和高性能计算装置的支持。

美国主要半导体公司已部署在 1 个封装内包含多达 12 个计算小芯片、100 多个 CPU 内核和多个内存通道的处理器。区域性 Chiplet 市场从人工智能基础设施的扩张中受益匪浅。大约 42% 的先进人工智能计算能力集中在北美，这对 GPU 小芯片、CPU 小芯片、I/O 芯片、内存接口和专用加速器架构产生了大量需求。

• 欧洲

欧洲约占全球 Chiplet 市场的 21%，这得益于汽车电子、工业自动化、电信、航空航天、国防、研究计算和半导体设备能力。德国、法国、荷兰、英国、比利时和意大利合计贡献了欧洲小芯片相关半导体活动的 75% 以上。

汽车和工业应用合计约占该地区需求的 44%，反映了欧洲在汽车电子、机器人、工厂自动化和嵌入式处理领域的强大地位。到 2023 年，欧洲汽车产量将超过 1400 万辆乘用车，这对支持驾驶辅助、信息娱乐、数字驾驶舱、电池管理和集中式车辆计算的先进处理器提出了巨大的要求。

• 亚太

亚太地区约占全球 Chiplet 市场的 34%，使其成为第二大区域市场。中国、台湾、韩国、日本、新加坡和印度是半导体制造、先进封装、电子组装、人工智能基础设施和电信发展的中心。

该地区采用多种工艺技术生产全球 70% 以上的半导体产能，使亚太地区在小芯片供应链中发挥着关键作用。台湾和韩国领先先进制造和封装，而中国则继续开发国产 GPU、AI 加速器、CPU 和异构计算架构。

• 中东和非洲

中东和非洲约占全球 Chiplet 市场的 7%，主要受到人工智能数据中心、电信、国防系统、智慧城市计划、云计算、能源部门数字化和主权技术计划的支持。阿拉伯联合酋长国、沙特阿拉伯、以色列和南非占该地区 Chiplet 相关需求的 70% 以上。

IT 和电信约占区域应用的 39%，其次是国防和航空航天（19%）、工业系统（14%）和其他应用（28%）。中东正在加速人工智能计算基础设施建设，多个国家项目部署了数千个先进加速器，用于生成人工智能、科学计算和语言模型开发。

顶级 Chiplet 公司名单

• NVIDIA
• AMD
• Intel
• Shanghai Denglin
• Vastai Technologies
• Shanghai Iluvatar
• Metax Tech

市场份额排名前 2 位的公司名单

• AMD: AMD holds an estimated 24% share within the competitive Chiplet Market landscape, supported by widespread adoption of chiplet-based EPYC server processors, Ryzen desktop CPUs, Radeon GPUs, and Instinct accelerators. Selected EPYC configurations integrate up to 12 compute dies and more than 100 CPU cores.
• Intel: Intel accounts for an estimated 20% of the Chiplet Market competitive landscape, supported by its tile-based architectures, advanced packaging technologies, server processors, AI accelerators, and heterogeneous computing products. Selected designs combine 4 or more functional tiles using advanced 2.5D or 3D integration methods.

投资分析和机会

Chiplet市场的投资日益集中在先进封装、人工智能加速器、异构集成、芯片间互连、半导体制造和高带宽存储器上。随着晶体管微缩技术变得越来越复杂并且制造大型单片芯片变得越来越困难，超过 60% 的领先半导体制造商增加了对多芯片架构的战略关注。 Chiplet 技术允许公司将 3 nm、5 nm、7 nm 和 12 nm 制造的组件集成到 1 个封装内。

先进封装代表了一个特别重要的投资机会，大约 48% 的新小芯片项目需要 2.5D 中介层、硅桥、混合键合或 3D 堆叠。 UCIe 生态系统为开发可重用 IP、接口控制器、测试系统、设计自动化软件、散热解决方案和已知良好芯片技术的公司创造了更多机会。 AI 基础设施是另一个主要投资领域，因为先进的加速器越来越多地集成超过 4 个计算芯片以及多个 HBM 堆栈。最近大约 58% 的小芯片创新与人工智能和高性能计算相关。

新产品开发

Chiplet 市场的新产品开发强调更高的核心数量、AI 加速、内存带宽、先进封装、3D 堆叠和节能的芯片间通信。 AMD 已在 EPYC、Ryzen、Radeon 和 Instinct 产品中扩展了多芯片处理器架构。选定的 EPYC 处理器包含多达 12 个计算芯片，而高性能配置提供超过 100 个 CPU 内核。 AMD 的 Instinct MI300 系列通过先进的 3D 封装结合了 CPU、GPU 和内存技术。

英特尔继续使用在 1 个封装内连接计算、图形、SoC 和 I/O 功能的技术来开发基于区块的处理器。其先进的封装方法支持多个工艺节点和专用功能块。 NVIDIA 还扩大了多芯片 AI 加速器的开发，采用 Blackwell 级设计，集成了 2 个通过高带宽芯片间接口连接的大型 GPU 芯片。该行业正在通过 UCIe 2.0 迈向标准化小芯片连接，该技术于 2024 年推出，具有 3D 封装支持和增强的可管理性。

近期五项进展（2023-2025 年）

• 2023 年 8 月:UCIe 联盟推出了 UCIe 1.1 规范，作为与 Chiplet 市场相关的重大举措，增强了合规性测试、同步多协议操作、运行时健康监控和修复功能。该规范还引入了新的凹凸贴图，以实现低成本封装，增强汽车和高可靠性应用，同时支持更广泛地采用可互操作的多供应商小芯片架构。
• 2023 年 12 月:AMD 推出 Instinct MI300X 加速器，作为与 Chiplet 市场相关的重大举措，融合了先进的 2.5D 和 3D 封装技术。该加速器将多个计算和内存组件组合在一个集成架构中，增强了人工智能和高性能计算能力，同时展示了基于小芯片的设计对于可扩展、节能的数据中心基础设施的战略重要性。
• 2024 年 8 月:UCIe 联盟推出了 UCIe 2.0 规范，作为与 Chiplet 市场相关的高级计划，增加了全面的可管理性、调试、测试和 3D 封装支持。该规范增强了带宽密度和功率效率，同时保留了与 UCIe 1.x 的向后兼容性，加速了标准化异构集成并支持日益复杂的多芯片系统级封装设计。
• 2024 年 10 月:AMD 推出 EPYC 9005 系列处理器，作为与 Chiplet 市场相关的重大举措，将 Zen 5 和 Zen 5c 架构集成到可扩展的服务器平台中。配置达到192核，增强了云、人工智能和高性能计算能力，同时展示了模块化小芯片架构在下一代数据中心部署中的商业优势。
• 2025 年 2 月:英特尔通过推进用于异构半导体集成的 Foveros 和 EMIB 技术，扩展了与 Chiplet 市场相关的先进封装战略。这些封装平台使单独制造的计算、图形、内存和 I/O 芯片能够在统一系统中运行，支持更大的设计灵活性、更高的带宽、优化的功效，以及在人工智能和高性能计算应用中更广泛地采用模块化小芯片架构。

CHIPLET 市场报告覆盖范围

Chiplet 市场报告涵盖了基于集成在 1 个高级封装中的模块化芯片的半导体架构，包括微处理器、GPU、可编程逻辑器件、AI 加速器、内存接口、I/O 组件和其他专用半导体功能。该报告评估了 4 个主要类型类别和 7 个应用领域，提供了有关市场份额、技术采用、竞争定位和区域绩效的定量见解。按类型划分，微处理器约占 Chiplet 市场的 39%，GPU 占 29%，PLD 占 18%，其他专用架构占 14%。按应用来看，IT和电信占35%，消费电子占19%，汽车电子占15%，工业自动化占11%，军事应用占8%，医疗保健占7%，其他用途占5%。

区域覆盖范围包括北美约占 38% 的市场份额、亚太地区约占 34%、欧洲约占 21%、中东和非洲约占 7%。该报告考察了 7 家知名公司，包括 NVIDIA、AMD、英特尔、上海登林、Vastai Technologies、上海 Iluvatar 和 Metax Tech。它还分析了先进封装、UCIe 采用、2.5D 集成、3D 堆叠、人工智能加速、高性能计算、汽车处理器以及影响全球 Chiplet 市场的投资机会。