HBMの熱管理とTIM：市場シェア分析、業界動向と統計、成長予測（2026年～2031年）

Mordor Intelligenceによると、HBMの熱管理とTIMの市場規模は、2025年の3億1,000万米ドルから2026年には4億1,000万米ドルへと拡大し、2031年までに17億1,000万米ドルに達すると予想されており、2026年から2031年にかけてCAGR32.90％で成長すると見込まれています。

本レポートは、ソリューションタイプ別（熱界面材料、ヒートスプレッダーおよび熱伝導強化コンポーネント、アクティブおよび先進冷却ソリューション）、TIMタイプ別（シリコーン系TIMなど）、用途別（ダイアタッチおよびチップボーディングなど）、最終用途産業別（AIアクセラレータおよびGPUなど）、地域別に分類されています。市場予測は金額（米ドル）ベースで提示されています。

世界のHBMの熱管理とTIM市場の動向と洞察

AIアクセラレータの電力密度の急増

HBMの熱管理とTIM市場は、まずGPUの電力エンベロープの急激な上昇に対応しています。資料に記載されている通り、NVIDIA H100システムでは最大700 Wであったものが、Blackwell B200パスでは1,000 Wに、B300パスでは1,400 Wへと上昇しました。この増加により、GPUダイとHBMスタックが同じフットプリント内で、はるかに厳しい放熱経路を共有せざるを得なくなったため、パッケージ全体の熱マージンが縮小しています。ジャンクション温度の制御は、単にバルク導電率の向上だけでなく、複数の界面における低抵抗に依存するようになったため、以前のアクセラレータ世代で有効だった材料の選択は、次第に適さなくなってきています。また、NVIDIAは液体冷却を大規模AI施設における運用コストの削減と結びつけ、次世代メモリノードが量産段階に達する前から、顧客が熱仕様を引き上げるよう経済的なインセンティブを与えています。HBMの熱管理とTIM市場において、この変化により、サプライヤー間の議論は、単なる熱伝導率の主張から、パッケージ開発段階における共同設計のサポート、インターフェースのマッチング、シミュレーション機能へと移行しつつあります。したがって、設計サイクルの早い段階で、顧客が演算用シリコンとメモリ層間の熱流のバランスを取るのを支援できるサプライヤーは、設計採用においてより強固な地位を築きつつあります。

HBMスタック高の増加がパッケージ熱流束を増加させる

HBMの熱管理とTIM市場は、メモリスタックの高さが増加していることによっても後押しされています。これは、2025年4月に公表されたJEDECのHBM4規格が、32 Gbのダイ密度と最大64 GBのキューブ容量を備えた、最大16層のスタックをサポートしているためです。層が1つ追加されるごとに発熱面積が拡大する一方で、下層のダイが熱を放出するための垂直経路が長くなるため、スタックの形状そのものが熱的な制約要因となります。Imecは、3D HBM-on-GPUに関する研究において、この問題の規模を明らかにしました。同研究では、対策なしの場合のGPUのピーク温度が141.7°Cであったのに対し、構造および冷却方法を変更したパッケージでは70.8°Cまで低下したことが報告されています。SK hynixは2026年5月、iHBMによって同様の問題に対処しました。iHBMは、D2D PHY層に統合冷却素子（ICE）を配置し、間接冷却方式と比較して熱抵抗を30％以上低減しています。HBMの熱管理とTIM市場のサプライヤーにとって、これはスタックレベルのインターフェースが、より薄いボンディングライン、より局所的なホットスポット、そして多くの現行シリコーン製品の検証済み範囲を超える性能要件へと移行していることを意味します。この変化により、繰り返される熱ストレス下でも信頼性を損なうことなく、極めて薄いボンディングラインで熱性能を維持できる配合の価値が高まっています。

長寿命のAIおよびHPC導入における厳しい信頼性要件

HBMの熱管理とTIM市場は、ハイパースケールおよびHPCハードウェアに期待される長い耐用年数によって、明らかな制約に直面しています。これは、運用者がシステムの交換まで5年から7年間にわたり、持続的な高負荷運用を継続することを求めているためです。グラフェン強化ゲルやガリウム系液体金属などの先進材料は、実験室での性能が優れているように見えても、既存のシリコーン系システムと比較すると、生産規模や実運用実績が依然として限られています。2025年のIEEE THERMINICの調査によると、大型ダイパッケージにおけるTIM1の劣化は、組み立て時の反りや熱機械的応力下での材料挙動によって、極めて局所的に生じ、その形態も左右されることが示されました。これは、長寿命インフラの導入を決定する購入者にとって、バルク熱伝導率だけでは実運用時の信頼性を十分に予測できないことを意味します。一度材料が認定され導入されると、オペレーターはライフサイクルの途中で変更することに消極的です。なぜなら、交換には分解と新たな検証が必要となるからです。これにより、HBMの熱管理とTIM市場において「認定によるロックイン」が生じ、制御された試験環境下で既存の材料の熱性能を上回る可能性のある新規化学組成の採用が鈍化しています。

セグメント分析

2025年、熱界面材料（TIM）はHBMの熱管理とTIM市場シェアの53.83％を占めました。これは、AIアクセラレータパッケージにおけるダイアタッチ、パッケージリッド、ヒートシンクの各界面で、長年にわたり確立されたその役割を反映したものです。この地位は、性能と同様に、導入実績の深さにも起因しています。なぜなら、現在のパッケージ設計の多くは、自動化された生産および組立フローですでに認定済みのシリコーンやポリマー系材料に依然として依存しているからです。とはいえ、顧客がサイクル試験や反り生じてもコンプライアンスを損なうことなく、より低い抵抗を維持できる配合を求めていることから、このカテゴリーにおける性能水準は向上しつつあります。2025年に『ACS Applied Energy Materials』に掲載された調査によると、垂直配列グラフェンアレイは、グラフェン含有率30.07 wt%において90.5 W m⁻¹K⁻¹の体積熱伝導率を達成し、これは従来のシリコーンパッドの典型的な範囲をはるかに上回るものでした。HBMの熱管理とTIM市場において、この結果は、TIM1および関連する高熱インターフェースについて、実験室での検証から初期の商用サンプリングへの移行を後押しするものであるため、重要な意味を持ちます。

ヒートスプレッダーや熱伝導性向上コンポーネントは、重要な中間的な位置を占めており、現在のリッド付きパッケージと、HBMスタックレベルの熱管理において注目を集めている新しいリッド一体型熱経路コンセプトの両方をサポートしています。「アクティブおよび先進的な冷却ソリューション」は、2031年までCAGR33.49％で拡大すると予測されており、プラットフォームレベルの冷却がパッケージに近づくにつれて、最も急成長するソリューションタイプとなる見込みです。NVIDIAが2025年に発表したRubinに関する解説では、ファンを排除し、より高温の冷却液を使用する完全液体冷却システムの方向性が示されており、これにより下流の熱材料が満たすべき境界条件が変化することになります。Frore Systemsは2026年3月、LiquidJetプラットフォームの拡大に向け、企業価値16億4,000万米ドルで1億4,300万米ドルを調達したことで、この方向性をさらに後押ししました。これは、資本もパッケージ統合型アクティブ冷却コンセプトへと向かっていることを示しています。

2025年、HBMの熱管理とTIM市場において、シリコーン系TIMは42.19％を占めました。これは、その幅広い認定実績、機械的コンプライアンス、および既存の自動ディスペンシングプロセスとの互換性を反映したものです。CAGRとは、年平均成長率のことで、その年の成長率が前年の成長率の2倍以上であることを指します。グラフェンおよび炭素系TIMは、理論上の熱伝導率の上限がはるかに高く、次世代のホットスポット制御に向けた有力な手段となることから、2031年までに34.08％という最も高いCAGRで推移すると予測されています。冒頭で引用したACS Applied Energy Materialsの同じ調査は、関心が高まり続けている理由を説明しています。グラフェンは、その優れた固有の熱特性をバルク構造に反映させることができ、加工上の課題が解決されれば、従来のフィラー系システムよりもはるかに優れた性能を発揮するからです。HBMの熱管理とTIM市場において、問題はもはや炭素を豊富に含むシステムが性能を発揮できるかどうかではなく、安定したボンディングライン、クリーンな加工、そして再現性のあるパッケージ信頼性を確保しつつ、大規模にそれを実現できるかどうかにあります。そのため、このセグメントでは、既存のシリコン系システムから直ちに離れるのではなく、依然として成長の可能性と商用化の準備状況とのバランスを取っているのです。

2026年5月にDowが「DOWSIL TC-3120サーマルゲル」を発売したことは、既存のシリコーンサプライヤーが依然として性能の限界を引き上げ続けていることを示しており、熱伝導率は12 W/m*K近くに達し、高密度な光学・電子モジュールインターフェース向けの位置づけとなっています。シリコーン汚染が懸念される分野では、非シリコーン系TIMや相変化材料が依然として重要であり、Lairdの「Tpcm 7000」は、7.5 W/m・Kの熱伝導率と、原料段階での2,000時間にわたるエージング試験を通じた信頼性を備え、最高水準のベンチマークとなっています。液体金属システムへの関心も引き続き高まっており、Indiumのガリウム系「Indalloy」配合は44 W m⁻¹K⁻¹に迫る性能を示し、ベアダイのAIサーバープロセッサやASICにおけるTIM0およびTIM1用途をターゲットとしています。したがって、HBMの熱管理とTIM業界は一方向へと進んでいるわけではなく、最適な化学組成は依然として、封じ込め性、汚染リスク、製造性、および対象となるインターフェースの位置によって左右されるからです。

地域別分析

2025年、アジア太平洋地域はHBMの熱管理とTIM市場シェアの64.96％を占めました。これは、同地域にHBM製造、先進パッケージング、および関連する半導体材料の生産能力が集中していることを反映しています。Samsung ElectronicsとSK hynixが世界のHBM供給の中核を担っているため、韓国は依然として中心的な位置を占めており、一方、台湾はAIアクセラレータプログラムに関連する大規模な先進パッケージング活動を通じて、パッケージング面を支えています。アジア太平洋地域のHBMの熱管理とTIM市場は、より高層なHBMスタックやより複雑なパッケージレイアウトの採用が加速していることにも支えられています。これにより、メモリおよび演算ダイ付近における認定済みインターフェース材料の需要が高まっています。2025年のJEDECによるHBM4のリリースおよび2026年のSK hynixによるiHBMの発売は、いずれも次世代のパッケージ設計に向けた実用的な熱要件を策定する上で、同地域の役割を強化するものでした。また、日本も材料開発やプロセス技術を通じて戦略的な価値を発揮しており、Wackerが現地のシリコーンTIM生産能力を拡大し、NEDOがシリコーンTIMの製造コスト削減に向けた製造イノベーションを支援しています。

北米は、AIデータセンターの急速な拡充と、液体冷却対応の熱ソリューションによる高密度コンピューティングクラスターのサポート需要に牽引され、2031年までに33.81％という最も高いCAGRで推移すると予測されています。NVIDIA自身が提示した液体冷却の経済性に関する議論からも、この地域が急速に動き出している理由が明らかです。現在、大規模なAI施設において、熱インフラの決定はシステムの性能と運用コストの両方に影響を及ぼすようになっているからです。北米のHBMの熱管理とTIM市場は、現行の産業政策に基づく国内の半導体パッケージング事業の拡大からも恩恵を受けており、これにより需要はハイパースケールサーバーだけに留まらず広がっています。この相乗効果により、コンポーネントレベルの材料需要が、パッケージ、基板、冷却ハードウェアにおける大規模な拡張と結びついています。

欧州のシェアは比較的小さかったにもかかわらず、同地域のエレクトロニクスおよび自動車産業の基盤により、コンプライアンス、信頼性、そして研究主導のパッケージ開発に需要が集中しているため、技術的には依然として重要な位置を占めています。同地域のRoHSおよびREACHの枠組みは、金属を多用する、あるいは特殊なフィラーシステムを使用するサプライヤーにとって依然として重要であり、産業用およびモビリティ用途におけるより厳格なコンプライアンス要件に合致する材料選定が求められます。南米、中東・アフリカでは、現地のHBM生産や先進パッケージング活動が依然として限定的であるため、HBMに直接関連するTIMの需要は初期段階にとどまっています。とはいえ、中東の一部地域における将来的なAIインフラ計画については、現地の演算能力が導入計画段階から持続的なハードウェア設置段階へと移行すれば、HBMの熱管理および熱界面材料（TIM）市場にとってさらなる機会が生まれる可能性があります。

その他の特典：

• エクセル形式の市場予測（ME）シート
• 3ヶ月間のアナリストによるサポート

よくあるご質問

• HBMの熱管理とTIM市場の規模はどのように予測されていますか？
  • 2025年の3億1,000万米ドルから2026年には4億1,000万米ドルへと拡大し、2031年までに17億1,000万米ドルに達すると予想されています。CAGRは32.90％です。
• HBMの熱管理とTIM市場における主要企業はどこですか？
  • Henkel AG and Co. KGaA、Dow Inc.、DuPont de Nemours, Inc.、Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.、3M Company、Laird Thermal Systems, Inc.、Parker-Hannifin Corporation、Fujipoly America Corporation、Momentive Performance Materials Inc.、Honeywell International Inc.、Indium Corporation、Eaton Corporation、Saint-Gobain S.A.、Rogers Corporation、Wacker Chemie AG、Panasonic Holdings Corporation、Nitto Denko Corporation、Shenzhen FRD Science and Technology Co., Ltd.、Suzhou Tianmai Thermal Technology Co., Ltd.、Resonac Holdings Corporationです。
• HBMの熱管理とTIM市場の成長を促進する要因は何ですか？
  • AIアクセラレータの電力密度の向上、HBMスタックの高さ増加に伴うパッケージの熱流束の増加、メモリとロジックの共同パッケージ化ロードマップ、HBMサプライチェーンにおける先進半導体パッケージングの採用、パッケージレベルの熱シミュレーションおよび設計導入サービスに対する需要の増加、ハイパースケール設計における高性能熱界面材料（TIM）の採用拡大です。
• HBMの熱管理とTIM市場の抑制要因は何ですか？
  • 長寿命のAIおよびHPC導入における厳しい信頼性要件、材料の認定サイクルが商業規模への拡大を遅らせていること、先進的なTIM配合向けの高純度フィラーシステムの供給が限られていること、3D積層メモリにおける熱機械的応力による歩留まり低下のリスクです。
• 2025年にHBMの熱管理とTIM市場において、シリコーン系TIMはどのくらいのシェアを占めていますか？
  • シリコーン系TIMは42.19％を占めています。
• アジア太平洋地域のHBMの熱管理とTIM市場のシェアはどのくらいですか？
  • アジア太平洋地域はHBMの熱管理とTIM市場シェアの64.96％を占めています。
• 北米のHBMの熱管理とTIM市場はどのように成長すると予測されていますか？
  • 北米は2031年までに33.81％という最も高いCAGRで推移すると予測されています。

目次

第1章 イントロダクション

• 調査の前提条件と市場の定義
• 調査範囲

第2章 調査手法

第3章 エグゼクティブサマリー

第4章 市場情勢

• 市場概要
• 市場促進要因
  • AIアクセラレータの電力密度の向上
  • HBMスタックの高さ増加に伴いパッケージの熱流束が増加している
  • メモリとロジックの共同パッケージ化ロードマップが、熱特性認定の基準を引き上げている
  • HBMサプライチェーンにおける先進半導体パッケージングの採用
  • パッケージレベルの熱シミュレーションおよび設計導入サービスに対する需要が過小評価されている
  • HBMの熱的余裕度の不足がハイパースケール設計における高性能熱界面材料（TIM）の採用を拡大
• 市場抑制要因
  • 長寿命のAIおよびHPC導入における厳しい信頼性要件
  • 材料の認定サイクルが商業規模への拡大を遅らせている
  • 先進的なTIM配合向けの高純度フィラーシステムの供給が限られている
  • 3D積層メモリにおける熱機械的応力による歩留まり低下のリスク
• サプライチェーン分析
• 規制情勢
• 技術展望
• ポーターのファイブフォース分析
• マクロ経済要因が市場に与える影響

第5章 市場規模と成長予測

• ソリューションタイプ別
  • 熱界面材料
  • ヒートスプレッダーおよび熱伝導性向上部品
  • アクティブ冷却および高度冷却ソリューション
• TIMタイプ別
  • シリコーン系TIM
  • 非シリコーン系TIM
  • 相変化材料
  • 液体金属TIM
  • グラフェンおよび炭素系TIM
  • インジウムおよび金属合金TIM
• 用途別
  • ダイアタッチおよびチップボンディング
  • インターポーザーおよびシリコンブリッジの熱管理
  • HBMスタック用熱界面材
  • パッケージとヒートシンクの接合部
  • 高度なヘテロジニアス・パッケージング
• 最終用途産業別
  • AIアクセラレータおよびGPU
  • データセンター
  • 高性能コンピューティング
  • 自動車
  • 通信
  • 家庭用電子機器
• 地域別
  • 北米
    • 米国
    • カナダ
    • メキシコ
  • 欧州
    • ドイツ
    • 英国
    • フランス
    • イタリア
    • その他の欧州諸国
  • アジア太平洋地域
    • 中国
    • 日本
    • 韓国
    • 台湾
    • インド
    • その他のアジア太平洋諸国
  • 南米
  • 中東・アフリカ

第6章 競合情勢

• 市場集中度
• 戦略的動向
• 市場シェア分析
• 企業プロファイル
  • Henkel AG and Co. KGaA
  • Dow Inc.
  • DuPont de Nemours, Inc.
  • Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • 3M Company
  • Laird Thermal Systems, Inc.
  • Parker-Hannifin Corporation
  • Fujipoly America Corporation
  • Momentive Performance Materials Inc.
  • Honeywell International Inc.
  • Indium Corporation
  • Eaton Corporation
  • Saint-Gobain S.A.
  • Rogers Corporation
  • Wacker Chemie AG
  • Panasonic Holdings Corporation
  • Nitto Denko Corporation
  • Shenzhen FRD Science and Technology Co., Ltd.
  • Suzhou Tianmai Thermal Technology Co., Ltd.
  • Resonac Holdings Corporation

第7章 市場機会と将来の展望