SoC（System on Chip）は、コンピュータシステムを構成する複数の機能ブロック（CPU・GPU・メモリコントローラ・通信回路・AI演算ユニットなど）を1枚のシリコンチップ上に高密度に集積した半導体デバイスです。複数の専用チップを基板上に並べる従来のアーキテクチャと比べて、小型・軽量・低消費電力・低コストを実現できるため、スマートフォン・タブレット・ウェアラブルデバイス・車載システム・IoTデバイスなど幅広い用途で採用されています。
代表的なSoCとして、Apple A17 Pro（iPhone 15 Pro向け、TSMC 3nmプロセス）、Qualcomm Snapdragon 8 Gen 3（Android フラッグシップ向け）、MediaTek Dimensity 9300、Apple M3 Ultra（Mac向け）などがあります。これらはCPUコア（高性能・高効率の組み合わせ、ARM big.LITTLEアーキテクチャ）、GPU、Neural Engine（AI推論ユニット）、Image Signal Processor（ISP）、通信モデム（Cellular/WiFi）などを統合しています。
SoCの設計はEDAツール（Synopsys・CadenceのIPライブラリ、論理合成・配置配線ツール）を用いて行われます。自社設計のIPコアとARMから購入したIPコアを組み合わせ、RTL（レジスタ転送レベル）から物理設計・マスクデータ（GDSII）まで仕上げます。製造はTSMC・Samsung・Globalfoundriesなどのファウンドリに委託するファブレスモデルが一般的です（Apple・Qualcomm・MediaTek・Nvidiaなど）。
最先端SoC（3nm・2nm）の製造は、EUVリソグラフィ・ALDゲート絶縁膜・GAAトランジスタ・多重配線（10層以上）・先進パッケージング（Fan-out WLPや3D積層）などを組み合わせた極めて複雑なプロセスが必要です。製造コストは1枚のウェハで数万ドルに達し、製品コストの相当部分を占めます。
チップレットアーキテクチャの普及により、単一モノリシックSoCからチップレット（機能ブロック別に分割した小型チップを先進パッケージで統合）への移行が進んでいます（AMDのEPYC、IntelのXeon）。これにより歩留まり向上とコスト最適化が可能になり、SoCの定義は「1チップへの集積」から「1パッケージへの統合」へと拡張されつつあります。