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생성형 AI용 하드웨어 재료 시장(2026-2036년)

The Generative AI Hardware Materials Market 2026-2036

발행일: | 리서치사: 구분자 Future Markets, Inc. | 페이지 정보: 영문 438 Pages, 145 Tables, 48 Figures | 배송안내 : 즉시배송

    
    
    



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생성형 AI는 반도체 산업에서 가장 큰 단일 수요이며, 생성형 AI 하드웨어 재료 시장은 그 수요에 대한 공급 측의 대응책입니다. 이 시장은 하이퍼스케일 데이터센터, 엔터프라이즈 및 네오 클라우드 도입, 국가 주도 AI 프로그램, 그리고 신흥 엣지 AI 분야에 걸쳐 AI 인프라에 통합되는 실리콘, 메모리, 패키징, 포토닉스, 열 관리, 전력 공급 등 모든 계층을 아우르는 시장입니다.

이 시장은 AI 컴퓨팅 스택의 9개의 동심원형 레이어로 이해하는 것이 가장 적합합니다. 최상층에는 AI 가속기 실리콘이 위치하고 있습니다. 여기에는 NVIDIA와 AMD의 GPU, Google, AWS, Microsoft, Meta의 하이퍼스케일러용 맞춤형 ASIC, 그리고 Cerebras, Groq, SambaNova 및 중국 소버린 AI 실리콘 기업군의 챌린저 아키텍처가 포함됩니다. 가속기 다이 아래에는 고대역폭 메모리(HBM)가 배치되어 있습니다. 이는 컴퓨팅 실리콘의 하위 계층에서 가장 높은 가치를 지닌 계층으로 부상하고 있으며, HBM3E에서 HBM4, 그리고 HBM5로 이어지는 로드맵의 가장 큰 수혜자가 되고 있습니다. 첨단 2.5D 및 3D 패키징 기술(CoWoS, SoIC, 그리고 새로운 유리 코어 기판 생태계)은 컴퓨팅 다이와 메모리 다이를 통합하여 AI 가속기가 출하되는 물리적 패키지를 형성하고 있습니다. 레인당 224Gbps를 초과하면 전기 신호 전송의 한계에 도달하기 때문에 코패키지화된 광학 부품과 실리콘 포토닉스는 파일럿 단계에서 양산 단계로 넘어가고 있습니다. 가속기의 TDP가 1500W를 넘어서면서 열 관리는 공랭식 냉각에서 다이 직접 액체 냉각, 침수 냉각, 패키지 내 마이크로플루이딕스 냉각으로 전환되고 있습니다. 전력 공급은 12V에서 48V, 심지어 800V의 HVDC 아키텍처로 이동하고 있으며, GaN과 SiC가 데이터센터의 PSU 용도에 채택되고 있습니다. 네트워크용 실리콘 및 광학 부품, 데이터센터 건설 공급망, 그리고 엣지 AI용 실리콘 층이 이 스택을 구성하고 있습니다.

프론티어 모델의 성능은 현재 재료와 패키징의 혁신을 통해서만 극복할 수 있는 물리적 한계에 의해 제한되고 있습니다. 구체적으로 레티클 면적과 트랜지스터 밀도에 따른 연산 처리량, HBM의 적층 높이와 핀 폭에 따른 메모리 대역폭, 구리 배선 감쇠에 따른 상호 연결 대역폭, TIM의 전도도와 냉각수 유량에 따른 방열, 그리고 IR 드롭과 전압 조정기의 효율에 따른 전력 공급이 그것입니다. 이러한 각 장벽은 특정 재료 및 패키징 혁신으로 극복되고 있으며, 공급망 전반에 걸쳐 지속적이고 다층적인 수요를 창출하고 있습니다.

공급망 기반은 구조적으로 아시아 중심입니다. 대만은 최첨단 로직 반도체와 첨단 패키징을, 한국은 HBM을, 일본은 특수 소재와 기판 소재를 각각 주도하고 있으며, 중국은 수출 규제의 제약 속에서 독자적인 AI 하드웨어 스택을 병행하여 구축하고 있습니다. 생성형 AI(생성형 AI) 공급망의 재료 및 패키징 계층은 현대 경제에서 가장 집중된 산업 밸류체인 중 하나이며, 그 추세가 향후 10년간 AI 연산 능력의 확장 속도를 결정하게 될 것입니다.

'생성형 AI용 하드웨어 재료 시장(2026년-2036년)'은 생성형 AI 하드웨어 구축에 있어 재료 및 패키징 층공급 측면에 관한 가장 종합적인 단일 정보 소스입니다. 본 보고서는 하이퍼스케일러의 AI 설비투자가 공급망 전반에서 어떤 물리적 인프라(실리콘 다이, HBM 스택, 첨단 패키지, 기판, 포토닉스, 열관리 시스템, 전력반도체)로 전환되는지를 정량화하여, 기초 모델, AI 서비스, 하이퍼스케일러 설비투자 등 수요 측면의 분석을 보완합니다.

본 보고서에서는 AI 하드웨어 소재 가치사슬의 9가지 동심원형 레이어에 대해 각 장에서 상세하게 설명합니다. 구체적으로 AI 가속기용 실리콘, AI 기반 칩 설계(EDA), 고대역폭 메모리 및 HBM 이상의 아키텍처, 첨단 패키징 및 기판, 코패키지 광학 및 실리콘 포토닉스, 열 관리, 전력 공급 및 GaN/SiC로의 전환, 네트워크 및 광학 재료, 데이터센터 건설 공급망, 엣지 생성형 AI 하드웨어 계층을 포함합니다. 네트워크 및 광학 재료, 데이터센터 건설 공급망, 그리고 엣지 생성형 AI 하드웨어 계층입니다. 각 장은 상향식 생산량 및 평균판매가격(ASP) 분석, 생산능력 및 설비투자 추적, 기술 로드맵 매핑, 상세한 기업 프로파일을 결합하고 있습니다. 지역별 분석은 대만, 한국, 일본, 중국, 동남아시아 및 인도, 미국, 유럽, 이스라엘, 일본, 중국, 동남아시아 및 인도, 미국, 유럽, 이스라엘을 포함합니다. 공급망과 지정학에 관한 장에서는 미국과 중국의 기술 경쟁, 대만에 대한 집중 위험, 핵심 소재 공급, CHIPS 법과 유럽 칩 법의 시행, 그리고 병행하여 진행되고 있는 중국의 소버린 AI 하드웨어 스택에 대해 다루고 있습니다. 지속가능성 및 체내 탄소(제조 과정에서 발생하는 탄소 배출량) 분석은 AI 인프라 운영 및 제조 시 배출 프로파일, PFAS 화학물질 전환, 탄소 회계 규제 프레임워크를 포괄합니다.

본 보고서의 조사 방법은 상향식 단위 수량, 평균 판매 가격(ASP) 및 단위당 구성 요소 분석을 기반으로 구축된 부문 수준의 예측을 통합하여 2036년까지 기준, 강세, 약세 시나리오 및 9개 지역 시장 점유율 예측을 제시합니다. 제시합니다. 전략적 전망에서는 생성형 AI 하드웨어의 10년을 특징짓는 5가지 주요 테마, 제약요인 병목현상 지도, 전략적 투자 프레임워크, 2030년까지 M&A 트렌드 분석 등을 제시합니다.

이 보고서는 아시아 파운드리, OSAT, 메모리, 기판, 포토닉스, 열관리, 냉각 벤더 생태계의 구매자 및 의사결정자, 생산 능력 및 공급업체 전략을 평가하는 하이퍼스케일러 및 AI 실리콘 설계자, AI 하드웨어 가치사슬 전반에 걸쳐 포지션을 구축하는 기관 투자자, 그리고 국가 AI 인프라를 계획하는 정부 AI 프로그램 관리자를 대상으로 합니다. 대상 기간은 2026년부터 2036년까지 10년간이며, 생성형 AI 하드웨어의 10년을 정의하는 주요 아키텍처 전환점, 생산 능력 병목 현상, 기술 전환 및 지정학적 시나리오에 대해 상세하게 분석합니다. 그 결과, 생성형 AI를 물리적으로 가능하게 하는 하드웨어에 대한 단일 통합 정보 소스가 되었습니다.

목차에는 다음이 포함됩니다.

  • Executive Summary - 주요 조사 결과; 생성형 AI 하드웨어의 병목현상; 재료 가치사슬 개요; 10년 예측 하이라이트; 아시아 파운드리, OSAT, 메모리, 기판, 냉각 벤더에 대한 전략적 시사점; 주요 시장 기업(NVIDIA, TSMC, SK하이닉스, ASE 테크놀로지, 삼성, SK 하이닉스) SK 하이닉스, Samsung Electronics, ASE 테크놀로지)
  • 생성형 AI를 지원하는 컴퓨팅 스택 - 학습 대 추론의 경제성, 사전 학습, 사후 학습, RLHF의 컴퓨팅 배분, 추론 토큰의 경제성 및 서비스 인프라, 테스트 시 컴퓨팅 및 추론 모델 수요, 클라우드, 엣지, 그리고 소버린 AI; 10만 GPU 규모의 하이퍼스케일러 클러스터; 엔터프라이즈 On-Premise 및 네오 클라우드 구축; 소버린 AI 구축; LLM 서비스에서 메모리 장벽; AI 가속기 BOM에서 HBM 평균 판매 가격(ASP)이 차지하는 비율; 제약적인 병목현상으로서 CoWoS; 하이퍼스케일러 vs. 엔터프라이즈 vs. 소버린의 자본 투자
  • AI 가속기 실리콘 - NVIDIA Hopper→Blackwell→Blackwell Ultra→Rubin→Rubin Ultra 로드맵; NVL72 랙 아키텍처 및 Rubin 이후 스케일업; AMD MI300X→MI355X→MI 400 배포; Intel Gaudi 및 Gaudi 이상; 하이퍼스케일러용 맞춤형 ASIC(Google TPU, AWS Trainium/Inferentia, Microsoft Maia/Cobalt, Meta MTIA); ASIC의 NRE 경제성 및 손익분기점 분석, 도메인 특화 아키텍처(Cerebras WSE-3, Groq LPU, SambaNova RDU), 중국 AI 칩 생태계(Huawei Ascend, Cambricon, Biren, Moore Threads), TSMC, Samsung, Intel SMIC의 공정 노드 로드맵; EUV 및 고NA EUV 채택; 웨이퍼 레벨 통합 및 레티클 스티칭
  • AI 기반 칩 설계(EDA) - AI 하드웨어 시대의 EDA 병목 현상, AI가 AI 하드웨어를 설계하는 재귀적 루프, 기존 EDA 벤더들의 AI에 대한 노력, 디지털 설계 및 검증을 위한 에이전트형 AI, 시뮬레이션 및 첨단 패키징을 위한 물리학 AI, 아날로그 PCB 설계를 위한 AI, EDA 관련 실리콘 분야의 스타트업, 지리적 분포, 2026-2036년 AI-EDA 툴 시장 예측
  • 고대역폭 메모리(HBM)와 그 이후 - HBM 아키텍처와 TSV 스태킹의 기초, HBM3/HBM3E, HBM4/HBM4E, HBM5/HBM5E의 세대별 로드맵, SK하이닉스, 삼성, 마이크론의 전략과 생산능력 전망, 비트 출하량과 웨이퍼 생산능력 예측, 커스텀 HBM(cHBM) 및 웨이퍼 생산능력 전망, 커스텀 HBM(cHBM) 및 베이스다이 혁신, 표준형 HBM과 커스텀 HBM의 매출 비중, 컴퓨트 인 메모리 및 프로세싱 인 메모리, 신흥 메모리, 메모리 풀링 및 CXL 패브릭, 2030년 이후 3 D D램 전망
  • 첨단 패키징 및 기판 재료 - 2.5D/3D 아키텍처 연속체; TSMC의 CoWoS-S/L/R 로드맵 및 생산 능력 확대; CoWoS-Photonics 및 CoWoP; SoIC, SoIC-X, SoIC-P 하이브리드 본딩 스택; 인텔의 EMIB 및 Foveros, 삼성의 I-Cube/X-Cube/H-Cube, ABF 공급 과점 상태, 유리 코어 기판, 인터포저 재료(실리콘 TSV, 유리, 유기 RDL), 하이브리드 본딩 장비 에코시스템, HBM4의 하이브리드 본딩 채택, OSAT의 생산 능력과 아시아의 우월성
  • AI를 위한 코패키지드 옵틱 및 실리콘 포토닉스 - 광 인터커넥트의 필요성, CPO 아키텍처와 두 개의 네트워크 레이어, TSMC COUPE, CoWoS-Photonics, iOIS, CoWoP와 NVIDIA Rubin으로의 전환, ASE VIPack 및 범용 포토닉스 패키징 레이어, 광 I/O 칩렛(AyarLabs TeraPHY, Lightmatter Passage, Celestial AI/Marvell), 스위치 실리콘 및 코패키지 광엔진, 실리콘 포토닉스 파운드리; 포토닉스 패키징 재료 공급망; 2026-2036년 시장 규모
  • AI 데이터센터의 열 관리 - 패키지 레벨의 열 위기, 열 인터페이스 재료(액체 금속 TIM, 솔더 TIM, 다이아몬드 TIM), 히트 스프레더, 베이퍼 챔버, 히트 파이프, 콜드 플레이트 및 직접 칩 간 액체 냉각, 콜드 플레이트 공급 체인의 병목 현상, 단상 및 이중상 침지 냉각, PFAS의 과제, 마이크로플루이딕스 및 인패키지 냉각, 냉각수 분배 장치, 매니폴드 및 시설 배관, 2024-2036년 시장 전망
  • 전력 공급과 GaN/SiC로의 전환 - 12V에서 48V, 800V HVDC로의 전력 위기, 48V 트레이 아키텍처와 OCP 표준, 랙 레벨에서의 800V HVDC와 루빈 전환, SiC 디바이스 및 기판 공급, GaN 디바이스(측면, 수직, 캐스케이드), AI 서버 PSU 용도에서의 GaN; 2027년 이후 수직형 GaN 전망; 전압 조정기 모듈(VRM) 및 다상 부하점; AI VRM에서 모놀리식 전력 시스템의 우위; 패키지 통합형 VRM; 서버 PSU 및 랙 정류기 선반; 백사이드 전원 공급(Intel PowerVia, TSMC A16, Samsung BSPDN); 2024-2036년 시장 전망
  • 네트워크 및 광 재료 - AI 데이터센터의 세 가지 네트워크 계층, 스위치용 실리콘 로드맵(Broadcom Tomahawk 6 Davisson, NVIDIA Spectrum-X/Quantum-X), Ultra Ethernet 컨소시엄, 플러그형 광트랜시버, 양산형 트랜시버 공급업체, 광트랜시버 조립(Fabrinet, Jabil, Luxshare), DSP 및 SerDes, Marvell의 DSP 사업, 선형 플러그형 옵틱스(LPO)(LPO); III-V족 재료(InP, GaAs, GaN-포토닉스); NIC, DPU 및 SmartNIC; 케이블, 커넥터 및 DAC; 2024-2036년 시장 예측
  • 데이터센터 건설 및 지속가능성 - 전력 인프라(전력망, 현장 발전, SMR), 계량기 뒤의 천연가스, 원자력 발전소 재가동 및 SMR 조달, 하이퍼스케일러 규모의 재생에너지 조달, 배전반 및 변압기, 시설 수준의 냉각 아키텍처, 건설 공급망 및 모듈형 데이터센터 아키텍처; 지리적 집중 및 입지 선정; PUE, WUE 및 지속가능성 지표; 탄소 없는 에너지 계산; 체내 탄소; 규제 프레임워크
  • 엣지 AI 하드웨어 - AI 스마트폰과 Apple Neural Engine의 진화, AI PC(NVIDIA, Snapdragon X Elite), NVIDIA Jetson과 임베디드 AI, Jetson AGX Thor 및 휴머노이드 로봇, 자동차 AI 실리콘(NVIDIA DRIVE Thor, Tesla FSD), 휴머노이드 로봇 판매량 및 실리콘 매출 예측, 엣지 AI 스타트업 동향, 엣지 AI 메모리(LPDDR5X, 온칩 SRAM, eMRAM), 2024-2036년 시장 예측
  • 지역별 분석 - 대만, 한국, 일본, 중국, 동남아시아 및 인도, 미국, 유럽, 이스라엘, 대만, 한국, 일본, 중국, 동남아시아 및 인도, 미국, 유럽, 이스라엘, 2026-2036년 지역별 시장 점유율 확보 시나리오 분석
  • 공급망과 지정학 - 중국 전략과 소버린 스택, SMIC와 EUV-free 최첨단 기술로의 길, CXMT와 JHICC별 HBM 양산 확대, 미국 CHIPS법 시행(TSMC 애리조나, 삼성 테일러, 인텔 파운드리, 마이크론), 유럽 CHIPS법; 중요 소재(희토류, 갈륨 및 게르마늄, 네온 및 특수 가스, 특수 석영 및 기판), 단일 장애점 분석, 공급망 복원력 시나리오, 전략적 수요 견인차로서의 주권 AI
  • 지속가능성 및 체내 탄소 - 운영으로 인한 배출량, 냉각 에너지 세금, 반도체 제조의 체내 탄소, PFC 및 공정 가스 문제, PFAS 화학물질 전환, 재생 에너지 조달, 원자력 재가동 및 SMR, 열회수 및 지역 난방, 순환 경제; 탄소회계기준(Scope 1/2/3, EU CSRD, SEC); 녹색제조 실천
  • 2026-2036년 시장 예측 - 전체 시장 규모에 대한 베이스 케이스, 강세/중립/약세 시나리오, AI 가속기용 실리콘, HBM, 첨단 패키징, 포토닉스 패키징, 열 관리, 전원 공급 장치, 네트워크, 데이터센터 건설, 엣지 AI의 하위 부문별 예측, 지역별 예측 시장 점유율 예측; 고객층별 예측; 주요 예측 리스크 및 민감도 분석
  • 전략적 전망 - 5가지 주요 주제, 병목현상 지도, 전략적 투자 프레임워크, 2030년까지의 M&A 트렌드 및 전략적 통합, 민감도 분석, 이해관계자별 전략적 시사점

1X Technologies, 3M, Acbel Polytech, Accelink Technologies, Achronix Semiconductor, Advanced Micro Devices(AMD), AGC(Asahi), Agility Robotics, AheadComputing Glass), Agility Robotics, AheadComputing, Ajinomoto FineTechno(ABF), Akhan Semiconductor, Alibaba T-Head(PingTouGe), Alpha Assembly Solutions( MacDermid Alpha), Alphabet Inc. Corporation,Anduril Industries,Apple Inc.,Applied Materials,Apptronik,Arago,ASE Technology Holding(SPIL 포함),Asetek,Asia Vital Components( AVC),ASMPT,Asperitas,Astera Labs,Astrus,AT&S(Austria Technologie & Systemtechnik),Auras Technology,Avalanche Technology,Axelera AI,Axera Technology,AXT Inc.,Ayar Labs,BE Semiconductor Industries(BESI),Biren Technology,Black Sesame Technologies,Blaize,Broadcom Inc. Technologies,Cambridge GaN Devices(CGD),Carbice Corporation,Celero Communications,Cerebras Systems,Chemours Company,ChipAgents, Chipmind, Chipmind, ChipMOS Technologies, Chiral, Cerebras Systems, Chemours Company, ChipAgents, Chipmind, ChipMOS Technologies, ChipMOS Technologies ChipMOS Technologies, Chiral, Ciena, Cisco Systems, Claros, Coherent Corp. Corning Incorporated,Crossbar Inc.,Crusoe Energy Systems,CXMT(ChangXin Memory Technologies),d-Matrix,DEEPX,Delta Electronics,DOW Inc. Photonics,Eaton Corporation,EdgeCortix,EFFECT Photonics,Efficient Computer,Efficient Power Conversion(EPC),Element Six(e6),Eliyan, Empower Semiconductor,Engineered Fluids,Eoptolink Technology,Eridu,Etched.ai,Ethernovia,EuQlid,EV Group(EVG),Everspin Technologies, Fabric8Labs, Fabric8Labs, Fabrinet Fabric8Labs,Fabrinet,Femtum,Ferroelectric Memory Company(FMC),Figure AI,Fourier Intelligence,Foxconn Industrial Internet(FII),Foxconn Interconnect Technology(FIT),Frore Systems,FSP Group,Fujipoly,Furiosa AI,G42,Gaianixx,Galatek,Gigalight,Great Sky,Green Revolution Cooling(GRC),GreenWaves Technologies,Groq Inc. Hisense Broadband,Hitachi Energy,Hon Hai(Foxconn),Honeywell International,Horizon Robotics,Hua Tian Technology(HT-Tech),Huawei Technologies(HiSilicon),Hummink,Ibiden Co. Ltd.,Iceotope Technologies,Iluvatar CoreX,Indium Corporation,Infineon Technologies AG, Innolight Technology,Innoscience Technology,Intel Corporation,Intel Foundry,IQE plc,JCET Group,JetCool Technologies,Kandou AI,Kaneka Corporation,Kinsus Interconnect Technology,Kioxia Holdings,Kneron,Kulicke & Soffa Industries(K&S),Kyocera Corporation,Lace Lithography,Lam Research,Lambda Inc.,LG이노텍,라이트매터,리퀴드와이어(주),리퀴드스택,라이트온테크놀로지(주),로테스(주),루멘텀홀딩스,루모티브,럭스쉐어 Precision,M&I Materials,Macronix International,Maieutic Semiconductor,Majestic Labs,Marvell Technology,MatX,MediaTek,Mesh Optical Technologies,Meta Platforms,Microchip Technology,Micron Technology Inc. Monolithic Power Systems(MPS),Montage Technology,Moore Threads Technology,Morphing Machines,Movandi, Multibeam Corporation,Murata Manufacturing,Mythic,Nan Ya PCB,Nanya Technology,Navitas Semiconductor,NcodiN,Neo Semiconductor,NeoGraf Solutions,NeoLogic,Netrasemi, NEURA Robotics,Neurophos,Normal Computing,NVIDIA Corporation,NXP Semiconductors,Olix,Omni Design Technologies,onsemi(ON Semiconductor), OpenLight,Optalysys,Opticore,Oracle Corporation(Oracle Cloud Infrastructure),Oxmiq Labs,Panasonic,Parker Chomerics,Patentix,Positron AI, Power Integrations,Powerchip Semiconductor, Power Chip Semiconductor, NXP Semiconductors, NXP Semiconductors, Olix, Omni-Design Technologies Power Integrations, Powerchip Semiconductor(PSMC), PowerLattice, Powertech Technology, Primemas 등.

목차

제1장 주요 요약

제2장 생성 처리의 배후에 있는 컴퓨팅 스택

제3장 AI 가속기 - 실리콘

제4장 AI를 활용한 칩 설계(EDA)

제5장 고대역폭 메모리와 그 너머

제6장 첨단 패키징과 기재

제7장 AI용 통합 패키징 광학 소자 및 실리콘 포토닉스

제8장 AI 데이터센터 열관리

제9장 전력 공급과 GAN/SIC 이동

제10장 네트워크와 광학 재료

제11장 데이터센터 건설과 지속가능성

제12장 엣지 세대 AI 하드웨어

제13장 지역 분석 : THE GENAI HARDWARE SUPPLY CHAIN

제14장 공급망과 지정학

제15장 지속가능성과 내재 탄소

제16장 시장 예측 : 범용 AI 하드웨어 2026년-2036년

제17장 전략적 전망

제18장 부록

LSH 26.06.05

Generative AI has become the largest single demand driver in the semiconductor industry, and the Generative AI Hardware Materials market is the supply-side response to that demand. It spans the silicon, memory, packaging, photonics, thermal, and power-delivery layers that go into AI infrastructure across hyperscale data centres, enterprise and neocloud deployments, sovereign-AI programs, and the emerging edge AI tier.

The market is best understood as nine concentric layers of the AI compute stack. AI accelerator silicon sits at the top - GPUs from NVIDIA and AMD, custom hyperscaler ASICs from Google, AWS, Microsoft, and Meta, and challenger architectures from Cerebras, Groq, SambaNova, and the Chinese sovereign-AI silicon cohort. Beneath the accelerator die sits high-bandwidth memory, which has emerged as the most valuable layer below the compute silicon and the principal beneficiary of the HBM3E-to-HBM4-to-HBM5 roadmap. Advanced 2.5D and 3D packaging - CoWoS, SoIC, and the emerging glass-core substrate ecosystem - integrates compute and memory dies into the physical packages that AI accelerators ship in. Co-packaged optics and silicon photonics are moving from pilot to volume as electrical signalling reaches its limit above 224 Gbps per lane. Thermal management is shifting from air cooling to direct-to-chip liquid cooling, immersion, and in-package microfluidic cooling as accelerator TDPs scale past 1500 W. Power delivery is transitioning from 12V to 48V to 800V HVDC architectures, pulling GaN and SiC into data centre PSU applications. Networking silicon and optical components, the data centre construction supply chain, and the edge AI silicon tier round out the stack.

Frontier-model performance is now bounded by physical limits that yield only to materials and packaging innovation - compute throughput by reticle area and transistor density, memory bandwidth by HBM stack height and pin width, interconnect bandwidth by copper trace attenuation, thermal dissipation by TIM conductivity and coolant flow rate, and power delivery by IR drop and voltage-regulator efficiency. Each of these walls is being attacked by a specific materials or packaging innovation, creating a sustained, multi-layer demand expansion across the supply chain.

The supply base is structurally Asia-centric. Taiwan dominates leading-edge logic and advanced packaging, Korea dominates HBM, Japan dominates specialty materials and substrate inputs, and China is building a parallel sovereign-AI hardware stack under export-control constraints. The materials and packaging layer of the GenAI supply chain is one of the most concentrated industrial value chains in the modern economy, and its trajectory will define the cadence at which AI compute scales over the next decade.

The Generative AI Hardware Materials Market 2026–2036 is the most comprehensive single source on the materials- and packaging-layer supply side of the generative AI hardware build-out. It complements demand-side coverage of foundation models, AI services, and hyperscaler capex by quantifying the physical infrastructure - silicon dies, HBM stacks, advanced packages, substrates, photonics, thermal systems, and power semiconductors - that hyperscaler AI capex commitments translate into across the supply chain.

The report covers nine concentric layers of the AI hardware materials value chain in dedicated chapters: AI accelerator silicon, AI-driven chip design (EDA), high-bandwidth memory and beyond-HBM architectures, advanced packaging and substrates, co-packaged optics and silicon photonics, thermal management, power delivery and the GaN/SiC transition, networking and optical materials, the data centre construction supply chain, and the edge GenAI hardware tier. Each chapter combines bottom-up unit-volume and ASP analysis, capacity and capex tracking, technology-roadmap mapping, and detailed company profiles. Regional analysis covers Taiwan, South Korea, Japan, China, Southeast Asia and India, the United States, Europe, and Israel. A dedicated supply-chain and geopolitics chapter covers the US-China technology competition, Taiwan concentration risk, critical-materials supply, CHIPS Act and European Chips Act implementation, and the parallel China sovereign-AI hardware stack. Sustainability and embodied-carbon analysis covers the operational and embodied emissions profile of AI infrastructure, the PFAS chemistry transition, and the carbon-accounting regulatory framework.

The methodology aggregates segment-level forecasts built from bottom-up unit volumes, ASPs, and content-per-unit analysis, with Base, Bull, and Bear scenarios through 2036 and regional capture forecasts for nine geographies. The strategic outlook frames five defining themes of the GenAI hardware decade, a choke-point map of binding constraints, a strategic investment framework, and an M&A landscape analysis through 2030.

The report is designed for buyers and decision-makers in the Asian foundry, OSAT, memory, substrate, photonics, thermal, and cooling vendor ecosystem; for hyperscalers and AI silicon designers evaluating capacity and supplier strategy; for institutional investors building positions across the AI hardware value chain; and for sovereign-AI program managers planning national AI infrastructure. Coverage spans the full decade from 2026 through 2036 with dedicated treatment of the major architectural inflections, capacity bottlenecks, technology transitions, and geopolitical scenarios that will define the GenAI hardware decade. The result is a single integrated source on the hardware that makes generative AI physically possible.

Contents include:

  • Executive Summary - Key findings; the GenAI hardware bottleneck; materials value chain at a glance; ten-year forecast highlights; strategic implications for Asian foundries, OSAT, memory, substrate, and cooling vendors; major market players (NVIDIA, TSMC, SK hynix, Samsung Electronics, ASE Technology)
  • The Compute Stack Behind Generative AI - Training vs. inference economics; pre-training, post-training, RLHF compute splits; inference token economics and serving infrastructure; test-time compute and reasoning-model demand; cloud, edge, and sovereign AI; hyperscaler clusters at 100,000-GPU scale; enterprise on-prem and neocloud deployments; sovereign AI build-outs; the memory wall in LLM serving; HBM ASP as percentage of AI accelerator BOM; CoWoS as the constraining bottleneck; hyperscaler vs. enterprise vs. sovereign capex
  • AI Accelerator Silicon - NVIDIA Hopper → Blackwell → Blackwell Ultra → Rubin → Rubin Ultra roadmap; NVL72 rack architecture and post-Rubin scale-up; AMD MI300X → MI355X → MI400 trajectory; Intel Gaudi and post-Gaudi; custom hyperscaler ASICs (Google TPU, AWS Trainium/Inferentia, Microsoft Maia/Cobalt, Meta MTIA); ASIC NRE economics and break-even analysis; domain-specific architectures (Cerebras WSE-3, Groq LPU, SambaNova RDU); Chinese AI chip ecosystem (Huawei Ascend, Cambricon, Biren, Moore Threads); TSMC, Samsung, Intel, and SMIC process-node roadmaps; EUV and High-NA EUV adoption; wafer-level integration and reticle stitching
  • AI-Driven Chip Design (EDA) - The EDA bottleneck in the AI hardware era; the recursive loop of AI designing AI hardware; incumbent EDA vendors' AI initiatives; the startup cohort across agentic AI for digital design and verification, physics-AI for simulation and advanced packaging, AI for analog and PCB design, and EDA-adjacent silicon; geographic distribution; AI-EDA tools market forecast 2026–2036
  • High Bandwidth Memory and Beyond - HBM architecture and TSV stacking fundamentals; HBM3/HBM3E, HBM4/HBM4E, HBM5/HBM5E generation roadmap; SK hynix, Samsung, and Micron strategy and capacity outlook; bit-shipment and wafer-capacity forecasts; custom HBM (cHBM) and base-die innovation; standard vs custom HBM revenue split; compute-in-memory and processing-in-memory; emerging memory; memory pooling and CXL fabrics; 3D DRAM post-2030 path
  • Advanced Packaging and Substrate Materials - The 2.5D/3D architecture continuum; TSMC CoWoS-S/L/R roadmap and capacity expansion; CoWoS-Photonics and CoWoP; SoIC, SoIC-X, SoIC-P hybrid-bonded stacks; Intel EMIB and Foveros; Samsung I-Cube/X-Cube/H-Cube; ABF supply oligopoly; glass-core substrates; interposer materials (silicon TSV, glass, organic RDL); hybrid bonding equipment ecosystem; HBM4 hybrid bonding adoption; OSAT capacity and Asian dominance
  • Co-Packaged Optics and Silicon Photonics for AI - The optical interconnect imperative; CPO architecture and two network layers; TSMC COUPE, CoWoS-Photonics, iOIS; CoWoP and the NVIDIA Rubin transition; ASE VIPack and the merchant photonics packaging layer; optical I/O chiplets (AyarLabs TeraPHY, Lightmatter Passage, Celestial AI / Marvell); switch silicon and co-packaged optical engines; silicon photonics foundries; photonics packaging materials supply chain; market sizing 2026–2036
  • Thermal Management for AI Data Centers - The thermal crisis at the package level; thermal interface materials (liquid metal TIM, solder TIM, diamond-based TIMs); heat spreaders, vapor chambers, heat pipes; cold plates and direct-to-chip liquid cooling; the cold plate supply chain bottleneck; single-phase and two-phase immersion cooling; PFAS challenge; microfluidic and in-package cooling; coolant distribution units, manifolds, and facility plumbing; market forecast 2024–2036
  • Power Delivery and GaN/SiC Transition - The power crisis from 12V to 48V to 800V HVDC; 48V tray architecture and OCP standard; 800V HVDC at the rack and the Rubin transition; SiC devices and substrate supply; GaN devices (lateral, vertical, cascode); GaN in AI server PSU applications; vertical GaN post-2027 trajectory; voltage regulator modules and multi-phase point-of-load; Monolithic Power Systems advantage in AI VRMs; package-integrated VRM; server PSUs and rack rectifier shelves; backside power delivery (Intel PowerVia, TSMC A16, Samsung BSPDN); market forecast 2024–2036
  • Networking and Optical Materials - The three network layers in an AI datacenter; switch silicon roadmap (Broadcom Tomahawk 6 Davisson, NVIDIA Spectrum-X/Quantum-X); Ultra Ethernet Consortium; pluggable optical transceivers; volume transceiver suppliers; optical transceiver assembly (Fabrinet, Jabil, Luxshare); DSP and SerDes; Marvell's DSP business; Linear Pluggable Optics (LPO); III-V materials (InP, GaAs, GaN-Photonics); NICs, DPUs, and SmartNICs; cables, connectors, and DAC; market forecast 2024–2036
  • Data Center Construction and Sustainability - Power infrastructure (grid, on-site generation, SMRs); behind-the-meter natural-gas; nuclear restart and SMR procurement; renewable energy procurement at hyperscaler scale; switchgear and transformers; facility-level cooling architecture; construction supply chain and modular datacenter architecture; geographic concentration and site selection; PUE, WUE, and sustainability metrics; carbon-free energy accounting; embodied carbon; regulatory framework
  • Edge GenAI Hardware - AI smartphones and Apple Neural Engine evolution; AI PCs (NVIDIA, Snapdragon X Elite); NVIDIA Jetson and embedded AI; Jetson AGX Thor and humanoid robotics; automotive AI silicon (NVIDIA DRIVE Thor, Tesla FSD); humanoid robotics unit volumes and silicon revenue forecast; edge AI startup cohort; edge AI memory (LPDDR5X, on-chip SRAM, eMRAM); market forecast 2024–2036
  • Regional Analysis - Taiwan, South Korea, Japan, China, Southeast Asia and India, the United States, Europe and Israel; aggregate regional capture scenario analysis 2026–2036
  • Supply Chain and Geopolitics - The China strategy and sovereign stack; SMIC and the EUV-free leading-edge path; CXMT and JHICC HBM ramp; US CHIPS Act implementation (TSMC Arizona, Samsung Taylor, Intel Foundry, Micron); European Chips Act; critical materials (rare earths, gallium and germanium, neon and specialty gases, specialty quartz and substrates); single-point-of-failure analysis; supply-chain resilience scenarios; sovereign AI as a strategic demand driver
  • Sustainability and Embodied Carbon - Operational emissions; cooling energy tax; embodied carbon in semiconductor manufacturing; PFC and process-gas problem; PFAS chemistry transition; renewable energy procurement; nuclear restart and SMR; heat recovery and district heating; circular economy; carbon accounting standards (Scope 1/2/3, EU CSRD, SEC); green manufacturing practices
  • Market Forecasts 2026–2036 - Total market Base case; Bull/Base/Bear scenarios; AI accelerator silicon, HBM, advanced packaging, photonics packaging, thermal, power, networking, datacenter construction, and edge AI sub-segment forecasts; regional capture forecast; customer-tier forecast; key forecast risks and sensitivities
  • Strategic Outlook - Five defining themes; choke-point map; strategic investment framework; M&A landscape and strategic consolidation through 2030; sensitivity analysis; strategic implications by stakeholder

Companies profiled include 1X Technologies, 3M, Acbel Polytech, Accelink Technologies, Achronix Semiconductor, Advanced Micro Devices (AMD), AGC (Asahi Glass), Agility Robotics, AheadComputing, Ajinomoto FineTechno (ABF), Akhan Semiconductor, Alibaba T-Head (PingTouGe), Alpha Assembly Solutions (MacDermid Alpha), Alphabet Inc. (Google), Amazon Web Services (AWS), Ambarella, Amber Semiconductor (AmberSemi), Amkor Technology, Amphenol Corporation, Anduril Industries, Apple Inc., Applied Materials, Apptronik, Arago, ASE Technology Holding (incl. SPIL), Asetek, Asia Vital Components (AVC), ASMPT, Asperitas, Astera Labs, Astrus, AT&S (Austria Technologie & Systemtechnik), Auras Technology, Avalanche Technology, Axelera AI, Axera Technology, AXT Inc., Ayar Labs, BE Semiconductor Industries (BESI), Biren Technology, Black Sesame Technologies, Blaize, Broadcom Inc., Cambricon Technologies, Cambridge GaN Devices (CGD), Carbice Corporation, Celero Communications, Cerebras Systems, Chemours Company, ChipAgents, Chipmind, ChipMOS Technologies, Chiral, Ciena, Cisco Systems, Claros, Coherent Corp., ColorChip, Cooler Master Co., CoolIT Systems, CoreWeave Inc., Corintis, Corning Incorporated, Crossbar Inc., Crusoe Energy Systems, CXMT (ChangXin Memory Technologies), d-Matrix, DEEPX, Delta Electronics, DOW Inc., Dust Photonics, Eaton Corporation, EdgeCortix, EFFECT Photonics, Efficient Computer, Efficient Power Conversion (EPC), Element Six (e6), Eliyan, Empower Semiconductor, Engineered Fluids, Eoptolink Technology, Eridu, Etched.ai, Ethernovia, EuQlid, EV Group (EVG), Everspin Technologies, Fabric8Labs, Fabrinet, Femtum, Ferroelectric Memory Company (FMC), Figure AI, Fourier Intelligence, Foxconn Industrial Internet (FII), Foxconn Interconnect Technology (FIT), Frore Systems, FSP Group, Fujipoly, Furiosa AI, G42, Gaianixx, Galatek, Gigalight, Great Sky, Green Revolution Cooling (GRC), GreenWaves Technologies, Groq Inc., GS Microelectronics (GSME), Hailo Technologies, Henkel AG, Heraeus, Hesheng Silicon Industry, Hisense Broadband, Hitachi Energy, Hon Hai (Foxconn), Honeywell International, Horizon Robotics, Hua Tian Technology (HT-Tech), Huawei Technologies (HiSilicon), Hummink, Ibiden Co. Ltd., Iceotope Technologies, Iluvatar CoreX, Indium Corporation, Infineon Technologies AG, Innolight Technology, Innoscience Technology, Intel Corporation, Intel Foundry, IQE plc, JCET Group, JetCool Technologies, Kandou AI, Kaneka Corporation, Kinsus Interconnect Technology, Kioxia Holdings, Kneron, Kulicke & Soffa Industries (K&S), Kyocera Corporation, Lace Lithography, Lam Research, Lambda Inc., LG Innotek, Lightmatter, Liquid Wire Inc., LiquidStack, LiteOn Technology, LOTES Co., Lumentum Holdings, Lumotive, Luxshare Precision, M&I Materials, Macronix International, Maieutic Semiconductor, Majestic Labs, Marvell Technology, MatX, MediaTek, Mesh Optical Technologies, Meta Platforms, Microchip Technology, Micron Technology Inc., Microsoft Corporation, Mitsubishi Electric, Mobileye Global, Monolithic Power Systems (MPS), Montage Technology, Moore Threads Technology, Morphing Machines, Movandi, Multibeam Corporation, Murata Manufacturing, Mythic, Nan Ya PCB, Nanya Technology, Navitas Semiconductor, NcodiN, Neo Semiconductor, NeoGraf Solutions, NeoLogic, Netrasemi, NEURA Robotics, Neurophos, Normal Computing, NVIDIA Corporation, NXP Semiconductors, Olix, Omni Design Technologies, onsemi (ON Semiconductor), OpenLight, Optalysys, Opticore, Oracle Corporation (Oracle Cloud Infrastructure), Oxmiq Labs, Panasonic, Parker Chomerics, Patentix, Positron AI, Power Integrations, Powerchip Semiconductor (PSMC), PowerLattice, Powertech Technology, Primemas and more......

Table of Contents

1 EXECUTIVE SUMMARY

  • 1.1 Key Findings
  • 1.2 The Generative AI Hardware Bottleneck
  • 1.3 Materials Value Chain at a Glance
  • 1.4 Ten-Year Forecast Highlights
  • 1.5 Strategic Implications for Asian Foundries, OSAT, Memory, Substrate, and Cooling Vendors
  • 1.6 Differentiation vs. Adjacent Coverage
  • 1.7 Major Market Players

2 THE COMPUTE STACK BEHING GENERATIVE

  • 2.1 Training vs. Inference Economics
    • 2.1.1 Pre-training, post-training, RLHF compute splits
    • 2.1.2 Inference token economics and serving infrastructure
    • 2.1.3 Test-time compute and reasoning-model demand
  • 2.2 Cloud, Edge, and Sovereign AI
    • 2.2.1 Hyperscaler clusters at 100,000-GPU scale
    • 2.2.2 Enterprise on-prem and neocloud deployments
    • 2.2.3 Sovereign AI build-outs
    • 2.2.4 Edge inference cross-reference
  • 2.3 Why Memory Bandwidth and Packaging Dominate Cost
    • 2.3.1 The memory wall in LLM serving
    • 2.3.2 HBM ASP as percentage of AI accelerator BOM
    • 2.3.3 CoWoS as the constraining bottleneck
  • 2.4 Materials and Components as the New Bottleneck
  • 2.5 Hyperscaler vs. Enterprise vs. Sovereign Capex
  • 2.6 Company Profiles
    • 2.6.1 Alphabet Inc. (Google)
    • 2.6.2 Amazon Web Services (AWS)
    • 2.6.3 CoreWeave Inc.
    • 2.6.4 Crusoe Energy Systems
    • 2.6.5 G42
    • 2.6.6 Lambda Inc.
    • 2.6.7 Meta Platforms
    • 2.6.8 Microsoft Corporation
    • 2.6.9 Oracle Corporation (Oracle Cloud Infrastructure)

3 AI ACCELERTOR SILICON

  • 3.1 GPUs
    • 3.1.1 NVIDIA roadmap: Hopper → Blackwell → Blackwell Ultra → Rubin → Rubin Ultra
    • 3.1.2 NVL72 rack architecture and post-Rubin scale-up
    • 3.1.3 AMD MI300X → MI355X → MI400 trajectory
    • 3.1.4 Intel Gaudi and the post-Gaudi roadmap
  • 3.2 Custom Hyperscaler ASICs
    • 3.2.1 Google TPU v5/v6/v7 and ML supercomputer architecture
    • 3.2.2 AWS Trainium 2/3 and Inferentia
    • 3.2.3 Microsoft Maia and Cobalt
    • 3.2.4 Meta MTIA generations
    • 3.2.5 ASIC NRE economics and break-even analysis
  • 3.3 Domain-Specific and Challenger Architectures
    • 3.3.1 Cerebras WSE-3 wafer-scale
    • 3.3.2 Groq LPU deterministic inference
    • 3.3.3 SambaNova RDU and dataflow
    • 3.3.4 Tenstorrent, d-Matrix, Etched, Rivos, Lightmatter
  • 3.4 Chinese AI Chip Ecosystem
    • 3.4.1 Huawei Ascend 910C / 910D / 950
    • 3.4.2 Cambricon, Biren, Moore Threads, Iluvatar CoreX
    • 3.4.3 Alibaba T-Head Hanguang and PingTouGe
    • 3.4.4 Domestic substitution timeline to gen-on-gen parity
  • 3.5 Process Nodes and Foundry Roadmaps
    • 3.5.1 TSMC: N3 → N3P → N2 → N2P → A16 → A14
    • 3.5.2 Samsung Foundry: 3GAP → 2GAP → SF1.4
    • 3.5.3 Intel Foundry: 18A → 14A and external customer pipeline
    • 3.5.4 SMIC: N+1 / N+2 and the EUV-free 5nm question
    • 3.5.5 EUV and High-NA EUV adoption curves
  • 3.6 Wafer-Level Integration and Reticle Stitching
  • 3.7 Company Profiles (53 company profiles)

4 AI-DRIVEN CHIP DESIGN (EDA)

  • 4.1 The EDA Bottleneck in the AI Hardware Era
  • 4.2 The Recursive Loop: AI Designing AI Hardware
  • 4.3 The Incumbent EDA Vendors' AI Initiatives
  • 4.4 The Startup Cohort: Four Distinct Approaches
    • 4.4.1 Agentic AI for digital design and verification
    • 4.4.2 Physics-AI for simulation and advanced packaging
    • 4.4.3 AI for analog and PCB design
    • 4.4.4 EDA-adjacent silicon and applied AI
  • 4.5 Geographic Distribution
  • 4.6 Market Forecast: AI-EDA Tools 2026–2036
  • 4.7 Strategic Implications
  • 4.8 Company profiles (6 company profiles)

5 HIGH BANDWIDTH MEMORY AND BEYOND

  • 5.1 HBM Architecture and TSV Stacking Fundamentals
  • 5.2 HBM Generation Roadmap
    • 5.2.1 HBM3 / HBM3E specifications and deployment
    • 5.2.2 HBM4 / HBM4E: pin width doubling and base-die logic
    • 5.2.3 HBM5 / HBM5E: 2031–2036 architecture directions
  • 5.3 Memory Makers and Capacity Outlook
    • 5.3.1 SK hynix strategy, products, capex through 2030
    • 5.3.2 Samsung HBM3E re-qualification and HBM4 catch-up
    • 5.3.3 Micron HBM3E entry and AI customer share gains
    • 5.3.4 HBM bit-shipment and wafer-capacity forecasts
  • 5.4 Custom HBM (cHBM) and Base-Die Innovation
    • 5.4.1 Customer-specific HBM with NVIDIA, Broadcom, Google
    • 5.4.2 Standard vs custom HBM revenue split through 2030
  • 5.5 Compute-in-Memory and Processing-in-Memory at Scale
  • 5.6 Emerging Memory for AI Datacenters
    • 5.6.1 Storage-class memory after 3D XPoint
  • 5.7 Memory Pooling and CXL Fabrics
  • 5.8 3D DRAM — The Post-2030 Path
  • 5.9 Company Profiles (23 company profiles)

6 ADVANCED PACKAGING AND SUBSTRATE MATERIALS

  • 6.1 The 2.5D / 3D Architecture Continuum
  • 6.2 TSMC CoWoS and the Capacity Constraint
    • 6.2.1 CoWoS-S, CoWoS-L, CoWoS-R roadmap
    • 6.2.2 CoWoS-Photonics and CoWoP
    • 6.2.3 CoWoS capacity expansion: 2024 vs. 2026 vs. 2028 vs. 2030
    • 6.2.4 SoIC, SoIC-X, SoIC-P: Hybrid-Bonded Stacks
  • 6.3 Intel and Samsung Advanced Packaging
    • 6.3.1 Intel: EMIB, EMIB-T, Foveros, Foveros Direct, Foveros Omni
    • 6.3.2 Samsung: I-Cube, X-Cube, H-Cube
  • 6.4 Substrate Technologies (ABF, FC-BGA)
    • 6.4.1 ABF supply oligopoly
    • 6.4.2 Glass core substrate (Intel, ASE, SCHOTT)
  • 6.5 Interposer Materials (Silicon TSV, Glass, Organic RDL)
  • 6.6 Hybrid Bonding and Copper-to-Copper Interconnect
    • 6.6.1 Hybrid bonding equipment ecosystem
    • 6.6.2 HBM4 adoption of hybrid bonding
  • 6.7 OSAT Capacity and Asian Dominance
  • 6.8 Advanced Packaging Materials Suppliers
  • 6.9 Company Profiles (56 company profiles)

7 CO-PACKAGED OPTICS AND SILICON PHOTONICS FOR AI

  • 7.1 The Optical Interconnect Imperative
  • 7.2 CPO Architecture and the Two Network Layers
  • 7.3 TSMC COUPE, CoWoS-Photonics, iOIS
    • 7.3.1 TSMC photonics design ecosystem
    • 7.3.2 CoWoP and the NVIDIA Rubin transition
  • 7.4 ASE VIPack and the Merchant Photonics Packaging Layer
  • 7.5 Optical I/O Chiplets: AyarLabs, Lightmatter, Celestial AI
    • 7.5.1 AyarLabs TeraPHY
    • 7.5.2 Lightmatter Passage
    • 7.5.3 Celestial AI Photonic Fabric and the Marvell acquisition
  • 7.6 Switch Silicon and Co-Packaged Optical Engines
  • 7.7 Silicon Photonics Foundries
  • 7.8 Photonics Packaging Materials and Supply Chain
  • 7.9 Market Sizing for Photonics Packaging 2026–2036
  • 7.10 Company Profiles (28 company profiles)

8 THERMAL MANAGEMENT FOR AI DATA CENTERS

  • 8.1 The Thermal Crisis: Power Density at the Package Level
  • 8.2 Thermal Interface Materials (TIMs)
    • 8.2.1 Liquid metal TIM and the gallium corrosion problem
    • 8.2.2 Solder TIM (indium and SnAg)
    • 8.2.3 Diamond-based TIMs and emerging materials
  • 8.3 Heat Spreaders, Vapor Chambers, and Heat Pipes
  • 8.4 Cold Plates and Direct-to-Chip Liquid Cooling
    • 8.4.1 Cold plate design and microchannel geometry
    • 8.4.2 The cold plate supply chain bottleneck
  • 8.5 Immersion Cooling
    • 8.5.1 Single-phase immersion: mineral oil and synthetic dielectrics
    • 8.5.2 Two-phase immersion: fluorocarbons and the PFAS challenge
  • 8.6 Microfluidic and In-Package Cooling
    • 8.6.1 Microfluidic ecosystem and the first commercial applications
    • 8.6.2 Coolant Distribution Units, Manifolds, and Facility Plumbing
  • 8.7 Market Forecast: AI-Tied Thermal Management 2024–2036
  • 8.8 Company Profiles (40 company profiles)

9 POWER DELIVERY AND GAN/SIC TRANSITION

  • 9.1 The Power Crisis: From 12V to 48V to 800V HVDC
  • 9.2 The Power Hierarchy: System → Board → Package → Die
    • 9.2.1 48V tray architecture and the OCP standard
    • 9.2.2 800V HVDC at the rack and the Rubin transition
  • 9.3 SiC Devices and Substrate Supply
    • 9.3.1 SiC substrate supply: the bottleneck
  • 9.4 GaN Devices: Lateral, Vertical, Cascode
    • 9.4.1 GaN switching speed and AI server PSU applications
    • 9.4.2 Vertical GaN: the post-2027 trajectory
  • 9.5 Voltage Regulator Modules and Multi-Phase Point-of-Load
    • 9.5.1 The Monolithic Power Systems advantage in AI VRMs
    • 9.5.2 Vertical power delivery and the package-integrated VRM
  • 9.6 Server Power Supply Units and Rack Rectifier Shelves
  • 9.7 Backside Power Delivery (BSPDN)
    • 9.7.1 Intel PowerVia (18A)
    • 9.7.2 TSMC backside power (A16)
    • 9.7.3 Samsung BSPDN
  • 9.8 Market Forecast: AI Datacenter Power Semiconductors 2024–2036
  • 9.9 Company Profiles (42 company profiles)

10 NETWORKING AND OPTICAL MATERIALS

  • 10.1 The Three Network Layers in an AI Datacenter
  • 10.2 Switch Silicon Roadmap
    • 10.2.1 Tomahawk 6 Davisson and the CPO inflection
    • 10.2.2 NVIDIA Spectrum-X and Quantum-X
    • 10.2.3 Ultra Ethernet Consortium (UEC)
  • 10.3 Pluggable Optical Transceivers
    • 10.3.1 Volume optical transceiver suppliers
    • 10.3.2 Optical transceiver assembly: Fabrinet, Jabil, Luxshare
  • 10.4 DSP and SerDes for Optical Transceivers
    • 10.4.1 Marvell's DSP business and the AI optical transceiver
    • 10.4.2 Linear Pluggable Optics (LPO) and the DSP-less transceiver
  • 10.5 III-V Materials Layer: InP, GaAs, GaN-Photonics
  • 10.6 NICs, DPUs, and SmartNICs
  • 10.7 Cables, Connectors, and Direct Attach Copper
  • 10.8 Market Forecast: AI-Tied Networking and Optical 2024–2036
  • 10.9 Company Profiles (36 company profiles)

11 DATA CENTER CONSTRUCTION AND SUSTAINABILITY

  • 11.1 The AI Datacenter Buildout: Scale and Scope
  • 11.2 Power Infrastructure: Grid, On-Site Generation, and SMRs
    • 11.2.1 Behind-the-meter natural-gas generation
    • 11.2.2 Nuclear restart and Small Modular Reactor procurement
    • 11.2.3 Renewable energy procurement at hyperscaler scale
    • 11.2.4 Switchgear and transformers: the silent bottleneck
  • 11.3 Facility-Level Cooling Architecture
  • 11.4 Construction Supply Chain and Modular Datacenter Architecture
  • 11.5 Geographic Concentration and Site Selection
    • 11.5.1 The Top 12 AI Datacenter Regions (2026)
    • 11.5.2 Climate as a constraint
  • 11.6 PUE, WUE, and Sustainability Metrics
    • 11.6.1 Carbon-Free Energy (CFE) accounting
    • 11.6.2 Embodied carbon and circular economy
  • 11.7 Regulatory Framework
    • 11.7.1 Permit and interconnection timelines
  • 11.8 Market Forecast: AI Datacenter Construction Supply Chain 2024–2036

12 EDGE GEN AI HARDWARE

  • 12.1 The Edge AI Taxonomy
  • 12.2 AI Smartphones
    • 12.2.1 Apple Neural Engine evolution
  • 12.3 AI PCs
    • 12.3.1 NVIDIA's AI PC entry
    • 12.3.2 Snapdragon X Elite and Qualcomm's PC push
  • 12.4 NVIDIA Jetson and the Embedded AI Platform
    • 12.4.1 Jetson AGX Thor and humanoid robotics
  • 12.5 Automotive AI Silicon
    • 12.5.1 NVIDIA DRIVE Thor and the L4 autonomous driving platform
    • 12.5.2 Tesla FSD and the captive silicon path
  • 12.6 Humanoid Robotics: The Emerging Edge AI Compute Frontier
    • 12.6.1 Humanoid robot unit volumes and silicon revenue forecast
  • 12.7 Edge AI Accelerator Start-ups
  • 12.8 Edge AI Memory: LPDDR5X, On-Chip SRAM, eMRAM
  • 12.9 Market Forecast: Edge AI Silicon 2024–2036
  • 12.10 Company Profiles (51 company profiles)

13 REGIONAL ANALYSIS: GEOGRAPHY OF THE GENAI HARDWARE SUPPLY CHAIN

  • 13.1 The Asian Concentration
  • 13.2 Taiwan
    • 13.2.1 The TSMC scale
    • 13.2.2 The Taiwan supply chain depth
    • 13.2.3 Taiwan's geographic concentration risk
  • 13.3 South Korea
    • 13.3.1 SK hynix as the strategic anchor
    • 13.3.2 Samsung: vertical integration across the stack
    • 13.3.3 Korean specialty positions
  • 13.4 Japan
    • 13.4.1 Kumamoto and the broader Japanese fab expansion
  • 13.5 China
    • 13.5.1 Chinese domestic AI silicon volume and trajectory
    • 13.5.2 The SMIC constraint
    • 13.5.3 China's strength layers
  • 13.6 Southeast Asia and India
    • 13.6.1 Malaysian AI infrastructure
    • 13.6.2 India's emerging fab and OSAT capacity
    • 13.6.3 ASEAN AI cloud and sovereign-AI initiatives
  • 13.7 The United States
    • 13.7.1 The CHIPS Act build-out
    • 13.7.2 The US labour and supply chain constraints
  • 13.8 Europe and Israel
    • 13.8.1 ASML
    • 13.8.2 European Chips Act and the limits of European industrial policy
    • 13.8.3 Israel's specialty position
  • 13.9 The Rest of World: Niche Capabilities and Sovereign Ambitions
  • 13.10 Aggregate Regional Capture: Scenario Analysis 2026–2036

14 SUPPLY CHAIN AND GEOPOLITICS

  • 14.1 The Defining Tensions
  • 14.2 The China Strategy: Sovereign Stack and Domestic Substitution
    • 14.2.1 SMIC's role and the EUV-free leading-edge path
    • 14.2.2 The CXMT and JHICC HBM ramp
    • 14.2.3 China's wafer-fab equipment indigenisation
  • 14.3 US CHIPS Act Implementation and Domestic Reshoring
    • 14.3.1 TSMC Arizona
    • 14.3.2 Samsung Taylor
    • 14.3.3 Intel Foundry
    • 14.3.4 Micron's CHIPS-supported expansion
    • 14.3.5 The labour and ecosystem constraints
  • 14.4 European Chips Act and Strategic Autonomy
    • 14.4.1 The European specialty position
  • 14.5 The Critical Materials Layer
    • 14.5.1 Rare earths
    • 14.5.2 Gallium and germanium
    • 14.5.3 Neon and specialty gases
    • 14.5.4 Specialty quartz, silicon, and substrates
  • 14.6 Single-Point-of-Failure Analysis
  • 14.7 Scenarios for Supply Chain Resilience
    • 14.7.1 The "successful diversification" scenario (Bull case for resilience)
    • 14.7.2 The "concentrated capacity" scenario (Base case)
    • 14.7.3 The "geopolitical disruption" scenario (Bear case for resilience)
  • 14.8 Sovereign AI as a Strategic Demand Driver

15 SUSTAINABILITY AND EMBODIED CARBON

  • 15.1 The Sustainability Stakes
  • 15.2 Operational Emissions: Training, Inference, and the Cooling Energy Tax
    • 15.2.1 Training versus inference: the dominant share
  • 15.3 Embodied Carbon in Semiconductor Manufacturing
    • 15.3.1 The PFC and process-gas problem
    • 15.3.2 Embodied carbon at the device level
    • 15.3.3 Server-level and facility-level embodied carbon
  • 15.4 Water, Chemicals, and Resource Intensity
    • 15.4.1 PFAS chemistry and the transition
  • 15.5 Renewable Energy Procurement at Hyperscaler Scale
    • 15.5.1 Nuclear restart and SMR as carbon-free baseload
    • 15.5.2 On-site natural gas: the carbon offset
  • 15.6 Heat Recovery, Circular Economy, and End-of-Life
    • 15.6.1 Heat recovery and district heating
    • 15.6.2 Circular economy and component reuse
  • 15.7 Carbon Accounting Standards and Corporate Disclosure
    • 15.7.1 Scope 1, 2, 3 framework
    • 15.7.2 EU Corporate Sustainability Reporting Directive
    • 15.7.3 SEC climate disclosure rules
    • 15.7.4 Carbon pricing and offsets
  • 15.8 Green Manufacturing Practices at Major Suppliers
    • 15.8.1 Process gas abatement
    • 15.8.2 Water recycling and reuse
  • 15.9 Market and Regulatory Outlook 2026–2036
    • 15.9.1 Carbon-related regulatory tightening
    • 15.9.2 Embodied-carbon-conscious procurement
    • 15.9.3 The carbon-aware AI compute frontier

16 MARKET FORECASTS: GEN AI HARDWARE 2026-2036

  • 16.1 Forecast Methodology and Framework
  • 16.2 Total GenAI Hardware Market — Base Case Forecast
  • 16.3 Bull/Base/Bear Scenarios at Aggregate Level
  • 16.4 AI Accelerator Silicon Sub-Segment Forecast
    • 16.4.1 Merchant vs. captive ASIC share trajectory
    • 16.4.2 China sovereign-stack AI silicon trajectory
  • 16.5 HBM and Memory Sub-Segment Forecast
  • 16.6 Advanced Packaging Sub-Segment Forecast
  • 16.7 Photonics Packaging Sub-Segment Forecast
  • 16.8 Thermal Management Sub-Segment Forecast
  • 16.9 Power Delivery Sub-Segment Forecast
  • 16.10 Networking and Optical Sub-Segment Forecast
  • 16.11 Datacenter Construction Supply Chain Sub-Segment Forecast
  • 16.12 Edge AI Silicon Sub-Segment Forecast
  • 16.13 Regional Capture Forecast
  • 16.14 Customer Tier Forecast
  • 16.15 Key Forecast Risks and Sensitivities
    • 16.15.1 The CapEx normalisation risk
    • 16.15.2 The Taiwan concentration risk
    • 16.15.3 Model training economics
    • 16.15.4 Chinese sovereign-stack acceleration
    • 16.15.5 Power infrastructure constraints

17 STRATEGIC OUTLOOK

  • 17.1 The Five Defining Themes of the GenAI Hardware Decade
  • 17.2 The Choke-Point Map
  • 17.3 The Strategic Investment Framework
  • 17.4 M&A Landscape and Strategic Consolidation
    • 17.4.1 Photonics consolidation
    • 17.4.2 Memory and HBM consolidation
    • 17.4.3 Equipment and tools consolidation
    • 17.4.4 AI silicon start-up consolidation
    • 17.4.5 Forward M&A trajectory through 2030
  • 17.5 Sensitivity Analysis
  • 17.6 Strategic Implications by Stakeholder
    • 17.6.1 For AI accelerator silicon designers
    • 17.6.2 For hyperscalers and AI cloud operators
    • 17.6.3 For memory manufacturers
    • 17.6.4 For foundries
    • 17.6.5 For OSATs and substrate suppliers
    • 17.6.6 For thermal and power infrastructure suppliers
    • 17.6.7 For photonics packaging participants
    • 17.6.8 For governments and policymakers
  • 17.7 What Could Change This Forecast
    • 17.7.1 Upside surprises
    • 17.7.2 Downside surprises
    • 17.7.3 Structural rather than cyclical risk

18 APPENDIX

  • 18.1 Forecast Methodology
    • 18.1.1 Unit volume forecast construction
    • 18.1.2 ASP and content-per-unit forecast construction
    • 18.1.3 Scenario construction
    • 18.1.4 Cross-validation
  • 18.2 Definitions and Terminology
    • 18.2.1 AI accelerator silicon categories
    • 18.2.2 Memory technology categories
    • 18.2.3 Packaging terminology
    • 18.2.4 Photonics terminology
    • 18.2.5 Thermal terminology
    • 18.2.6 Power terminology
    • 18.2.7 Networking terminology
    • 18.2.8 Geographic and customer terminology
  • 18.3 Abbreviations
  • 18.4 Sources and References
    • 18.4.1 Primary research
    • 18.4.2 Company financial disclosures
    • 18.4.3 Industry-association and government statistics
    • 18.4.4 Cross-reference industry reports
    • 18.4.5 Technical and scientific literature
  • 18.5 Forecast Scope, Limitations, and Disclaimers
    • 18.5.1 Forecast scope
    • 18.5.2 Forecast limitations
    • 18.5.3 Disclaimers
  • 18.6 Detailed Year-by-Year Forecast Outputs
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