1. 2021-2022년 글로벌 반도체 시장 투자 전망 및 6대 트렌드

거의 1년 동안 지속된 팬데믹으로 인해 전 세계적인 소비, 업무 흐름, 부분적인 정부 폐쇄가 발생했지만, 온라인 회의, 화상 회의, 저가형 교육용 노트북, 크롬북에 대한 수요는 오히려 급증했습니다. 이에 따라 글로벌 반도체 제품 공급망은 공급 부족 우려로 재고를 늘렸습니다. 게다가 미국 상무부는 화웨이와 하이실리콘에 대해 전면적인 기술 제재를 가했고, 더 많은 국내 기술 기업들이 제재 대상 기업 목록(Entity List)에 포함되었습니다. 또한 미국 상무부 산업안보국(BIS)은 SMIC의 주요 미국 내 장비, 자재, 소프트웨어 공급업체에 직접 행정 서한을 보내 수출 허가를 받도록 요구했습니다. 이러한 국제 정세 변화로 인해 상반기 4G 휴대폰, 자동차, 산업용 반도체 수요는 급격히 감소했고, 하반기에는 기업 및 정부 데이터센터 투자가 급감했습니다. 이는 서버 원격 제어 칩, DRAM 메모리 모듈, SSD 플래시 메모리 장비, 메모리 인터페이스 칩 등 상하류 산업망의 수요 부진으로 이어졌습니다. 전염병 확산세는 여전히 심각하지만, 세계 경제 활동이 점차 회복됨에 따라 하반기 자동차 및 산업용 반도체 수요가 크게 반등했습니다. 5G와 노트북 컴퓨터 수요 증가로 인한 전력 관리 칩 및 8인치 웨이퍼 파운드리의 공급 부족과 가격 상승이 맞물리면서, 전 세계 로직 반도체 산업은 올해 전년 동기 대비 10~11%의 꾸준한 성장세를 보였고, 특히 웨이퍼 파운드리 생산량은 전년 동기 대비 28%라는 높은 증가율을 기록했습니다. 내년에는 기업, 정부, 광고 수익에 의존하는 클라우드 서버 수요가 전반적으로 반등하고, 자동차 및 산업용 반도체 수요 또한 전반적으로 가속화될 것으로 예상되어, 전 세계 반도체 산업은 2021년과 2022년에 각각 8%와 10%의 견조한 성장세를 보일 것으로 전망됩니다. 전 세계 메모리 시장은 13%와 15%, 로직 칩 시장은 6.3%와 8.2% 성장할 것으로 예상되며, 국내 반도체 산업은 국내 대체 및 기술 독립성을 가속화하여 글로벌 성장률을 상회하는 50%에 육박하는 복합 성장률을 기록할 것으로 전망합니다. 이에 따라 국내 반도체 산업에 대해 '매수' 의견 등급을 유지합니다.
이 2021-2022 시놀링크 반도체 전망 및 투자 전략 보고서에서는 전 세계 반도체 재고가 적정 수준임을 강조하는 것 외에도 다음과 같은 6가지 추세를 제시합니다.

1. 서버 칩 수요는 2021-2022년에 강하게 반등할 것으로 예상됩니다.

2. 높은 단가, 높은 성장률을 자랑하는 PCIe 4.0/5.0 리타이머 시대가 도래하고 있습니다.

3. AMD의 Xilinx 인수로 대형 캐리어 보드를 사용한 3D 패키징의 이기종 통합이 가속화될 것입니다.

4. 자동차 시장 수요는 전염병 이후 회복될 것이며, 자율주행 기술의 도입으로 전기차의 비중이 증가할 것입니다.

5. 와이파이와 게임 콘솔의 변화 - 와이파이

저희는 중국의 5대 수혜 기업, 즉 Montage Technology(서버 관련 1+10 DDR5 메모리 인터페이스 및 지원 칩, PCIE Gen 4/5 리타이머), Tongfu Microelectronics(AMD 노트북, 데스크톱, 서버, 게임 콘솔 PS5/Xbox Series X CPU/GPU 패키징 및 테스트 주요 제조업체), Xingsen Technology(기판 산업의 공급 부족 및 가격 상승으로 인한 전도 효과를 누리는 글로벌 반도체 ABF/BT 수혜 기업), Sanan Optoelectronics(국내 갈륨비소(GaAs), 실리콘카바이드(SiC), 갈륨질화(GaN) 3세대 반도체 및 미니 LED 선도 제조업체), China Microelectronics(미국에서 첨단 반도체 생산 라인 장비로 에칭 장비를 교체하는 데 중요한 역할을 하는 기업)에 대해서도 낙관적입니다. 글로벌 기업과 관련해서는 TSMC(웨이퍼 파운드리 분야의 선두주자로, 주요 CPU 업체인 인텔과 AMD의 생산 아웃소싱 혜택을 받고 있으며, PS5/Xbox 시리즈 대형 캐리어 보드 분야의 선두주자로서 인텔과 긴밀히 협력하여 생산을 확대하고 있음), 인피니언(글로벌 파워 MOSFET, IGBT, SiC 분야의 선두주자), 텔 도쿄 전자(CVD 화학 증착, ALD 원자 증착, 접착제 현상, 에칭, 제어 검출 등 미국 외 반도체 장비 교체의 최대 수혜 기업) 등 5개 수혜 기업에 대해 낙관적으로 전망하고 있습니다. 

전 세계 반도체 재고량의 합리적인 감소: 반도체 업계와 투자자들은 코로나19 확산세 악화로 전 세계 반도체 재고량이 급증할 것을 우려했지만, 중국국가증권연구소의 독점적인 글로벌 반도체 데이터 통계에 따르면 2020년 3분기 로직칩, 팹리스 설계, IDM, 메모리의 전 세계 재고량은 증가하지 않고 오히려 감소했습니다. 이는 2020년 3분기에 노트북, 데스크톱, 게임 콘솔, 크롬북, 클라우드 서비스 데이터 센터, 자동차, 산업용 전력 및 디지털 로직 반도체에 대한 수요가 급증했기 때문입니다.

전 세계 로직 칩 재고량(개월): 전년 동기 대비 변동 없이 2019년 3분기/2020년 2분기의 3.02/3.23개월 수준을 유지했으며, 2020년 3분기에는 전분기 대비 7% 감소한 3.01개월을 기록했습니다.

글로벌 팹리스 설계 재고량(개월): 전년 동기 대비 6% 감소(2019년 3분기/2020년 2분기 2.80/3.38개월)했으며, 전월 대비 22% 감소한 2020년 3분기 2.46개월을 기록했습니다.

글로벌 IDM 재고 소진 기간은 전년 동기 대비 8% 감소한 2019년 3분기/2020년 2분기 4.25/4.31개월, 전월 대비 9% 감소한 2020년 3분기 3.91개월을 기록했습니다.

글로벌 DRAM/3D NAND 메모리 재고량은 전년 동기 대비 6% 감소한 2019년 3분기/2020년 2분기 4.22/4.04개월, 전월 대비 2% 감소한 2020년 3분기 3.95개월을 기록했습니다.

글로벌 NOR/SLC NAND/마스크 ROM 메모리 재고량(개월): 전년 동기 대비 3.83/4.88개월(2019년 3분기/2020년 2분기)과 변동이 없었으며, 2020년 3분기에는 전월 대비 22% 감소한 3.82개월을 기록했습니다.

2. 2021-2022년 반도체 산업의 6가지 트렌드

1. 서버 칩 수요는 2021-2022년에 강하게 회복될 것으로 예상됩니다.

궈진증권연구소는 전 세계 컴퓨터 반도체(서버, 데스크톱 컴퓨터, 노트북 x86 CPU, GPU, AI) 시장이 2021년/2022년/2023년에 전년 대비 4%/8%/8% 성장할 것으로 예상했지만, 2020년 3분기에는 전체 시장에서 수요와 재고의 급격한 조정이 나타날 것으로 전망했습니다. (신화통신 3분기 매출은 전분기 대비 19% 감소, 전년 동기 대비 7% 증가; 인텔 서버 칩 매출은 전분기 대비 17% 감소, 전년 동기 대비 7% 감소; Montage 서버 메모리 인터페이스 칩 매출은 전분기 대비 36% 감소, 전년 동기 대비 25% 감소) 이러한 수요 증가는 인텔이 2021년 1분기에 출시할 10nm 공정, 8채널 메모리, PCIe 4세대를 지원하는 x86 CPU Ice Lake 등을 포함한 서버 산업 수요의 전년 대비 20%/14%/10% 증가에 기인합니다. 2022년에는 DDR5와 PCIe Gen 5를 지원하는 10nm 칩인 Sapphire Rapids가 올해 1분기에 출시될 예정이며, AMD의 7nm/5nm EUV CPU Milan/Genoa 벤치마크 제품도 지원될 것입니다. 중국 Great Wall의 Feiteng 칩, Xinhua와 Nuvoton의 서버 원격 제어 칩 BMC(Baseboard Management Controller), Cambrian의 AI ASIC, NVIDIA의 AI GPU, Montage의 메모리 인터페이스 칩, 그리고 Xilinx의 엣지 컴퓨팅 AI 칩은 전년 대비 10% 이상의 매출 성장을 견인했습니다. 서버 칩 재고가 정리되는 가운데, 서버 조립 업체인 Wiwynn은 클라우드 고객들의 주문 폭주로 생산 능력이 부족한 상황입니다. 4분기 매출은 전분기 대비 10~20% 증가했습니다. 클라우드 서버 관련 칩 수요는 비교적 강한 것으로 보입니다(중국국제금융공사(CIFC)의 최신 데이터에 따르면 3분기 데이터센터 자본 지출은 전분기 대비 17%, 전년 동기 대비 32% 증가했으며, 서버 제조업체의 지출은 3분기에 전분기 대비 5%, 전년 동기 대비 9% 증가했습니다). 재고 소진은 순조롭게 진행될 것으로 예상됩니다. 2021년 전망에 대한 기존 입장을 유지하며, 올해 1분기에는 서버 칩 수요가 반등할 것으로 예상합니다. 신화통신의 12월과 1월 매출, 인텔의 4분기 실적 전망치 수정 여부, 그리고 전 세계적인 전염병 확산세가 둔화되어 정부와 기업들이 조달을 재개할 수 있는 시점에 주목해야 합니다. 

물론 서버 및 서버용 반도체 시장의 회복은 메모리 DRAM, 플래시 메모리 3D NAND 시장뿐만 아니라 x86 CPU 대형 캐리어 보드, 서버 CPU 소켓(Jiaze), 서버 x86 CPU 웨이퍼 파운드리(TSMC 7nm, 7nm+, 5nm), 패키징 및 테스트(Tongfu Micro-AMD) 시장의 회복도 견인할 것입니다.

2. PCIE 4.0/5.0 Gen 리타이머 시대가 도래하고 있습니다.

AI 서버의 x86 CPU와 AI GPU/ASIC 가속기로 연결되는 PCI Express(PCIe) Gen 4.0(16Gb/s) 및 Gen 5.0 채널이 사용되고, AI GPU/ASIC 가속기의 속도가 점점 빨라짐에 따라 채널 수와 전송해야 할 데이터 양도 증가하고 있습니다. 이에 따라 PCB 보드에서의 신호 감쇠 문제가 점점 심각해지고 있습니다. 예를 들어 PCIe Gen 4의 경우, 일반적인 PCB 보드에서 신호 전송 거리가 100%를 초과하더라도 15인치(약 38cm) 정도에서는 감쇠 및 변형이 발생합니다. 만약 PCIe Gen 5를 사용한다면, 신호 전송 거리는 10인치(약 25cm) 이상으로 단축될 것입니다.

신호는 감쇠되고 변형되므로, 전송 전에 신호를 재구성하고 원래 상태로 복원하기 위해 신호 경로에 리타이머(Retimer)를 추가하는 것이 더 나은 해결책입니다. 물론 리드라이버(ReDriver)와 같은 신호 리피터/컨디셔너를 사용할 수도 있지만, 리드라이버는 전송단에서 신호의 무결성을 약간만 보정할 수 있을 뿐, 원래 신호의 손실은 여전히 ​​큽니다. PCIe 스위치와 고속 PCB 보드도 해결책이 될 수 있지만, 상대적으로 가격이 비싸기 때문에 향후에는 PCIe 리타이머, PCIe 스위치, 고속 PCB 보드를 혼합하여 사용하는 방식이 더 많이 사용될 것으로 예상됩니다. 

리타이머는 고속 직렬화/역직렬화(SERDES)와 디지털 신호 처리(DSP) 기능을 결합한 기술입니다. 수신된 PCIe 신호에 노이즈가 섞여 있더라도, 리타이머는 DSP 기능을 이용하여 깨끗한 PCIe 신호를 복원하고 수정된 신호를 목적지로 전송할 수 있습니다. 리타이머는 향후 서버 및 고속 네트워크 스위칭 장비의 마더보드에서 널리 사용되는 핵심 솔루션이 될 것으로 기대됩니다. 현재 Gen 4.0은 주로 x4, x8, x16 리타이머를 제공하며, 하나의 리타이머 칩으로 4/8/16개의 PCIe 양방향 채널을 동시에 지원할 수 있습니다. 칩별 지원 채널 수와 단가는 제품마다 다르지만, x4, x8, x16 리타이머의 가격 상승폭은 크지 않습니다. 일반적으로 x8은 x4의 약 1.5배, x16은 x8의 약 1.5배 정도입니다. 초기에 PCIe Gen 4 리타이머는 2021년 1분기 인텔 아이스 레이크 CPU와 AMD 밀란 CPU 출시와 함께 시장에 공급될 것으로 예상됩니다. 2021년 시장 수요는 약 250만 대에 달할 것으로 추정되며, 평균 단가 20달러 기준으로 계산하면 총 시장 규모(TAM)는 약 5천만 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 아스테라랩스의 시장 점유율은 약 60%로 예상되며, 2022년 1분기 인텔 사파이어 래피드 CPU의 양산이 시작되면 PCIe Gen 4/Gen 5 리타이머의 총 판매량은 약 600만~800만 대에 이를 것으로 추정됩니다. 평균 단가 22달러 기준으로 계산하면 시장 규모는 약 1억 3,200만~1억 7,600만 달러에 이를 것으로 예상되며, 아스테라랩스가 약 50%의 점유율을 차지하고 나머지는 퍼레이드와 몽타주가 나눠 가질 것으로 예상됩니다. 

아스테라 랩스(구 TI 팀)는 이전에 인텔과 협력하여 PCIe Gen 4.0/5.0 사양을 개발했으며, 업계 최초로(2020년 8월) PCIe Gen 4 리타이머를 양산했습니다. 업계 관계자에 따르면, 아스테라 랩스는 올해 5월에 Gen 5 리타이머 샘플의 두 번째 버전을 제공했으며, 2021년 1분기에 양산될 것으로 예상됩니다. 

Parade의 Retimer 칩은 이미 Inventec, Quanta, Yingbang과 같은 주요 서버 OEM/ODM 제조업체에 공급되고 있으며, 2021년 상반기부터 출하가 시작될 것으로 예상됩니다. 차세대 PCIe Gen5 Retimer 제품은 2021년에 출시되어 2022년 또는 2023년에 새로운 성장 동력이 될 것으로 기대됩니다.

Montage는 PCIe 4.0 리타이머 칩의 엔지니어링 샘플 테이프아웃을 완료했습니다. 2020년 상반기에 해당 샘플을 잠재 고객 및 파트너에게 테스트 및 평가를 위해 발송했습니다. 칩은 잠재 고객 및 파트너의 피드백을 기반으로 설계 및 최적화되고 있습니다. 양산형 칩의 연구 개발은 2020년 하반기에 완료될 것으로 예상되며, 2021년에 양산 및 출하가 가능할 것으로 전망됩니다. 2021년과 2022년에 걸쳐 연간 5~10%, 총 10~15%의 시장 점유율을 기록할 것으로 예상되며, 이는 Montage의 2021년/2022년 매출에 각각 3%/6%를 기여할 것으로 예상됩니다.

3. AMD의 자일링스 인수 - AMD - 3D 패키징의 이기종 통합 시대가 가속화되고 있습니다.

무어의 법칙이 둔화될 때, 서로 다른 공정 노드의 로직 및 메모리 칩을 이종 패키징 적층을 통해 대형 반도체 캐리어 보드에 통합하는 것은 성능 향상, 에너지 소비 감소, 칩 면적 축소, 수율 증가 및 비용 절감에 탁월한 해결책이 될 것입니다. 소형 칩과 대형 캐리어 보드 아키텍처를 구현한 최초의 제품은 자일링스의 FPGA로, TSMC의 CoWoS(Chips on Wafer on Substrate) 패키징 기술을 사용하여 3D 패키징을 완료했습니다. 그 뒤를 이어 AMD의 7nm Rome CPU가 있는데, 이는 통푸마이크로의 패키징 기술을 사용하여 7nm 공정의 64mm² 크기 CPU 코어 칩 8개와 14nm 공정의 노스브리지 컨트롤러를 75.4x58.5mm² 크기의 8코어 CPU 칩에 패키징했습니다.

AMD는 2~3년 만에 인텔 서버 시장의 약 6.6%와 노트북/데스크톱 CPU 시장의 20%를 점유한 후, 2020년 10월 27일 FPGA 업계 선두 기업인 자일링스를 350억 달러(AMD 주식 1.7234주당 1주)에 인수한다고 발표했습니다. 이는 엔비디아가 ARM을 400억 달러에 인수한다고 발표한 것과는 다른 사례입니다. 미국 기업이 영국/일본 기술을 인수하는 경우이며, 차오웨이는 수곤과 함께 하이광 마이크로일렉트로닉스와 하이광 집적회로를 공동 설립했고, 중국 본토의 과학 연구 기관들과도 우호적인 관계를 유지하고 있습니다. 따라서 중국 상무부의 승인 가능성이 더 높았습니다. 그렇다면 AMD는 왜 자일링스를 인수하려는 것일까요? 그리고 이번 인수가 자일링스에 미칠 영향은 무엇일까요?

AMD는 데이터 센터와 기지국에서 엣지 컴퓨팅에 필요한 FPGA 칩 설계 기술을 보완합니다. 만약 인텔이 시스템 패키징을 통해 CPU와 FPGA를 단일 칩으로 통합한다면, 인텔은 엣지 컴퓨팅 추론 시장(CPU + 추론 가속기)을 독점하게 될 것입니다.

저희는 자일링스 사업이 내년에 약 3.4억 달러의 매출(전체 매출의 31%)을 창출하고, 비GAAP 기준 이익의 47%를 차지할 것으로 예상합니다.

수백억 달러에 달하는 매입 가격과 2.3억 달러의 장부가치 사이의 엄청난 차이는 향후 5년에 걸쳐 상각될 것이며, 이는 영업권과 특허권의 가치에 해당하여 미국 회계기준(GAAP)에 따른 이익에 영향을 미칠 것입니다.

차오웨이는 보유 현금 1.8억 달러로는 자일링스를 인수하기에 턱없이 부족하기 때문에 추가로 4억 2500만 주를 발행하여 기존 주주 지분을 34% 희석시킬 예정이다.

차오웨이는 웨이퍼 파운드리인 TSMC뿐 아니라 패키징 및 테스트 공장인 ASE와 통푸 마이크로일렉트로닉스로부터 더 많은 주문량을 확보하고 저렴한 가격으로 생산 능력을 확보할 것입니다. 

물론 인텔도 이에 질세라, EMIB(Embedded Multi-Die InterconnectBridge) 신호 연결 기술과 포베로스(Foveros) 패키징 기술을 통해 다양한 소형 칩(칩렛) 대형 캐리어 보드 아키텍처 FPGA 제품(FPGA+HBM DRAM)인 아길렉스(Agilex)와 CPU 제품을 출시했습니다. 대표적인 제품으로는 2022/2023년 출시 예정인 서버 이글 스트림(Eagle Stream) 플랫폼용 10nm++ 사파이어 래피드(Sapphire Rapids)와 7nm 그래닛 래피드(Granite Rapids) CPU, 그리고 클라우드 인공지능 컴퓨팅 학습을 위한 8개의 250mm² 7nm GPU 코어가 통합된 폰테베키오(PonteVecchio) AI GPU(75.5mm x 49mm = 3696mm²) 등이 있습니다. 또한, 두 개의 사파이어 래피드와 6개의 폰테베키오 AI GPU를 하나의 대형 보드에 직접 통합하는 방식도 가능합니다. 향후에는 CPU+FPGA+HBM 고대역폭 메모리를 통합하여 엣지 컴퓨팅의 추론 속도를 향상시키는 것도 고려하고 있습니다. 이러한 변화는 주요 시스템 칩 패키징 및 테스트 장비 제조업체인 테라다인(Teradyne), 첨단 패키징 및 테스트(TSMC, 인텔, 삼성, ASE, 창디안), 그리고 ABF(아지노모토 빌드업 필름) 대형 캐리어 보드 산업 및 주요 제조업체인 에비덴(Ebiden), 유니미크론(Unimitron), 난야 PCB(Nanya PCB)에 유리합니다. ABF 수지 캐리어 보드는 인텔이 주도하는 소재로, 다핀, 얇은 라인, 높은 전송률, 고온 내성을 요구하는 x86 CPU 패키징에 적합합니다. 향후 5년 동안 대형 캐리어 보드의 층수와 면적이 증가하고, 수율은 저하되며, 가격은 상승할 것으로 예상됩니다.

4. 자동차 시장 수요는 전염병 이후 회복되었으며, 자율주행 기술의 도입으로 전기차 비중이 증가했습니다.

코로나19 팬데믹으로 인해 올해 전 세계 자동차 판매점 매출은 전년 동기 대비 10% 이상 감소했습니다. 그중 일본의 닛산, 미국의 포드, 이탈리아의 피아트 등 주요 내연기관 자동차 제조업체는 전년 동기 대비 20% 가까이 매출이 감소했습니다. 그러나 국내 전기차 제조업체 BYD와 글로벌 전기차 선두주자 테슬라는 전년 동기 대비 20% 이상 매출이 증가했습니다. 유럽과 미국의 코로나19 2차 확산세가 지속되고 있지만, 봉쇄가 해제된 지역에서는 생산 라인이 재가동되고 있으며, 사회적 거리두기를 유지하고 대중교통 이용을 줄이려는 소비자가 늘어나면서 자가용 판매가 반등했습니다. 3분기에는 전 세계 자동차 판매점 매출이 2분기 -26%에서 56%로, 전년 동기 대비 -36%에서 -1%로 반전했습니다.

저희는 내년에 코로나19 백신 접종이 단계적으로 확대되면 전 세계 휘발유 및 전기차 수요가 완전히 회복되고, 자동차 판매점의 매출 성장률이 전년 대비 10~15%에 달할 것으로 예상합니다. 전 세계 전기차 시장에서 파워 MOSFET, IGBT, SiC(주로 DC/AC 인버터에 사용), GaN(주로 DC/DC 및 AC/DC 컨버터 정류기에 사용) 등의 반도체 전력 개별 소자에 대한 수요가 지속적으로 증가할 것으로 예상됩니다. 또한, 자율주행 기술은 SAE 3, 4, 5 수준의 자율 주행으로 발전할 것입니다. (테슬라는 최근 일부 사용자에게 SAE 4.0 완전 자율 주행 베타 소프트웨어 업데이트를 제공하여 신호등 및 정지 표지판 제어, 교차로 자동 회전 등 향상된 기능을 구현했습니다.) 향후 다양한 자율 주행 차량이 AI, MCU, CPU, GPU/FPGA/ASIC, 센서, 밀리미터파 레이더, LiDAR, 카메라, CIS, WiFi, 블루투스, 유선 네트워크, 전력 관리 PMIC, 메모리 반도체 등의 수요에 힘입어 개발될 것입니다. 중국국가증권연구소는 전 세계 자동차 반도체 시장이 2020년 전년 대비 8% 감소할 것으로 전망하며, 복합 성장률은 0.5%를 기록할 것으로 예상했습니다. 2021년부터 2025년까지 15~20%의 성장률을 기록할 것으로 예상됩니다. 자동차 반도체 부가가치: 2020/2021년 모바일폰 반도체 시장과는 다른 양상을 보입니다. 전년 대비 성장률이 모바일폰 출하량의 전년 대비 증가율을 상회하는 주요 요인은 5G 휴대폰에 사용되는 반도체의 가치가 4G 휴대폰에 사용되는 반도체의 두 배 이상이라는 점입니다. 2020년 기준 SAE 레벨 5 자율주행 전기차에 사용되는 반도체의 가치는 내연기관 차량에 사용되는 반도체의 10배 이상일 것으로 추정됩니다. 가장 기본적인 PowerMOSFET만 해도 10배 이상 증가할 것으로 예상되며, 카메라, CIS, 레이더 센서, MLCC, 전력 관리 칩은 5배, 센서는 2배 증가할 것으로 예상됩니다. 여기에 무선 주파수 전력 증폭기, 유선 통신, 인공지능, 다양한 전력 칩 등도 포함됩니다. 이러한 요인들이 향후 20년간 전 세계 자동차 반도체 시장의 연평균 성장률 10%를 견인할 것으로 전망됩니다. 2020년 3% 미만이었던 차량당 반도체 비용이 향후 20년 동안 매년 증가할 주된 이유는 전 세계 휘발유 차량/전기차 연간 출하량이 전년 대비 5% 미만으로 증가했기 때문입니다.

전기 자동차의 성장세 재개로 고급 MLCC 수요가 다시 한번 급증할 전망입니다. 전기 자동차 수요는 MLCC 용량의 5배 증가할 것으로 예상됩니다. 2021/2022년 전기 자동차 시장의 성장세 회복은 MLCC 공급 과잉을 해소하고 시장 재고를 줄이며 가격을 안정시켜 MLCC 산업의 점진적인 회복을 촉진할 것으로 보입니다. 중국 본토에서는 Fenghua Hi-Tech와 Sanhuan Group, 대만에서는 Yageo와 Huaxinco, 미국에서는 Vishay, 그리고 일본에서는 Murata, Taiyo Yuden 등 주요 MLCC 제조업체에 주목하시기를 권장합니다.

5. 와이파이 및 게임 콘솔의 변화 - 와이파이 6 및 PS5/Xbox 시리즈 X

차세대 기술인 5G가 기존 기술보다 몇 배 빠른 전송 속도를 제공하는 것과는 달리, 2019년에 사양이 발표된 WiFi 6는 IEEE 802.11ax 표준을 사용하며 최대 전송 속도는 9.6Gbps로 이전 세대 802.11ac의 6.9Gbps보다 약간 높을 뿐입니다. 하지만 WiFi 6는 낮은 지연 시간, 다중 사용자 멀티태스킹, 저전력, 넓은 커버리지, 그리고 OFDMA(직교 주파수 분할 다중 접속) 기술을 통해 여러 사용자가 동시에 데이터를 전송하여 지연 문제를 해결하는 등 5G 휴대폰과의 호환성 측면에서 여러 장점을 가지고 있습니다. 실내 네트워크에서 5G 개인 핫스팟을 사용하면 WiFi를 대체할 수 있지만, 5G 개인 핫스팟은 5G 대역폭을 많이 사용하게 되어 통신사 입장에서는 바람직하지 않으며 기본 사용료 인상으로 이어질 수 있습니다. 이처럼 WiFi 기술은 5G 시대에도 그 중요성이 줄어들기는커녕 오히려 더욱 커지고 있습니다. 가트너가 발표한 2019년 이후 10대 무선 기술 트렌드에서도 Wi-Fi가 1위를 차지하고 있음을 확인할 수 있습니다. 스트래티지 애널리틱스 보고서에 따르면 Wi-Fi 6 제품 출하량은 2020년부터 2024년까지 연평균 57.8%의 성장률을 기록할 것으로 예상되며, 보급률 또한 2020년 16.6%에서 2024년 81%로 증가할 전망입니다. Wi-Fi 6 모듈 가격 또한 Wi-Fi 5보다 1.5배에서 2배 높은 수준입니다. 

현재 WiFi 6는 노트북, 데스크톱, 휴대폰, 태블릿, 라우터에 탑재되어 있습니다. 베이스밴드 칩 외에도 PA 전력 증폭기, LNA 저잡음 증폭기, SW 등을 통합해야 합니다. 안테나 스위치의 RF 프런트엔드 모듈 분야에서는 Qualcomm(베이스밴드), Broadcom(베이스밴드, RF 프런트엔드 칩), MediaTek(베이스밴드), Realtek(베이스밴드), Liji(RF 프런트엔드 모듈), Espressif Systems(WiFi 6 IoT 베이스밴드, RF 프런트엔드 모듈), Boliu Intelligence(WiFi 6 IoT 베이스밴드), Kangxi Communications(WiFi 6 펨 라우터 제품군 보유) 등의 주요 제조업체를 주목할 필요가 있습니다. 

PS5와 Xbox Series X는 모두 AMD의 최신 세대 라이젠 "젠2" CPU를 사용합니다. 8코어 3.5~3.8GHz 사양으로 판단하면 PC용 라이젠 73700X와 3800X 사이 정도입니다. 현재 시판되는 컴퓨터 장비들을 기준으로 보면 중급 또는 그 이상이라고 할 수 있습니다. 이는 PS4와 Xbox One이 출시 초기에 CPU 성능 면에서 뒤처졌다는 평가와는 대조적입니다. PS5와 Xbox Series X는 훨씬 유리한 출발점을 갖게 될 것입니다.

CPU와 마찬가지로 PS5와 Xbox Series X의 GPU는 AMD의 RDNA 2 아키텍처 기반의 맞춤형 GPU를 사용합니다. 이 아키텍처는 최신 PC용 Radeon RX 5000 시리즈 GPU 제품에 사용된 1세대 RDNA 아키텍처에서 개선된 것입니다. 가장 큰 특징은 NVIDIA GeForce RTX 시리즈의 "RT 코어"와 유사하게 실제 빛의 반사, 굴절, 투과를 시뮬레이션하는 하드웨어 가속 레이 트레이싱 처리 기능을 AMD GPU에 최초로 도입했다는 점입니다. Xbox Series X 레이 트레이싱

연산 성능은 초당 380억 개의 교차 연산을 처리합니다. 셰이더 소프트웨어 계산으로 전환하면 최대 13TFLOPS의 성능을 소모하는데, 이는 GPU 성능을 최대한 활용하더라도 부족하다는 것을 의미합니다. 따라서 이 하드웨어 가속기를 도입하면 전체 GPU 성능은 12+13=25TFLOPS에 해당합니다. PS5의 RDNA 2 GPU는 36개의 CU(제어 유닛)를 탑재하고 있습니다. 각 CU에는 64개의 스트림 프로세서가 있으며, 36개의 CU에는 총 2304개의 스트림 프로세서가 있습니다. 가변 클럭을 사용하여 최대 2.23GHz 클럭에서 10.3TFLOPS의 부동 소수점 연산 성능을 제공할 수 있는데, 이는 AMD의 RDNA 아키텍처 기반 최상위 그래픽 카드인 Radeon RX 5700 XT의 오버클럭 버전과 동일한 성능입니다. 메모리 대역폭 또한 448GB/s로 동일합니다. Xbox Series의 RDNA 2 GPU도 마찬가지입니다.

올해 출시된 새로운 게임 콘솔인 소니 PS5와 마이크로소프트 Xbox 시리즈의 최대 수혜자는 7만 대 이상 판매되어 2022년 전 세계 판매량 최고치를 기록했습니다.

6. 국내 디자인 대체, 제조 대체, 장비 및 자재 대체에 이르기까지, 비미국산 생산 라인의 시대가 도래하고 있다.

미국 트럼프 행정부가 ZTE, 화웨이, 수곤, 하이광, 하이크비전, 다화, 아이플라이텍, 메그비, 센스타임, 메이야 피코, 이투, 이신 테크놀로지, 윈톈 라이프이, 웨이이 측정제어, 파이버홈 테크놀로지, 진나 테크놀로지, 다코 테크놀로지, 중윈 룽신 테크놀로지, 치후 360 테크놀로지, 윈충 테크놀로지, 오리엔탈 넷파워 테크놀로지, 선전 넷 비전, 인천 인텔리전스 등 국내 칩 제조업체들의 미국산 칩 대체 전략을 채택하면서, 특히 국내 시스템 제조업체들은 미국산 칩 대신 다른 브랜드를 사용하는 전략을 채택하는 경향을 보였습니다.

중국 본토의 반도체 설계가 우선시되고, 그 뒤를 대만, 한국, 일본, 그리고 마지막으로 유럽이 따릅니다. 이로 인해 퀄컴, 스카이웍스, 코르보, 브로드컴, TI, 마이크론의 중국 본토 시장 점유율은 분기별로 감소하는 반면, 미디어텍, 리얼텍, 원마오, 사난, 주오성웨이, 생방, 삼성, 하이닉스의 점유율은 반대로 증가할 것입니다. 이는 전체 시장의 전년 대비 성장률에는 영향을 미치지 않겠지만, 중국 국내 및 미국 외 반도체 기업의 성장에 긍정적인 영향을 줄 것입니다. 지난 10년간 미국과 중국 본토에서 TSMC와 SMIC의 고객 점유율 변화를 살펴보면,

문화적인 측면에서, 특히 미중 기술 봉쇄 전쟁이 심화된 이후 중국 본토 고객 비중이 크게 증가했습니다. 그러나 2020년 9월 15일 미국 상무부가 하이실리콘에 대한 전면적인 봉쇄 조치를 추가적으로 시행하면서, 미국산 반도체 장비를 사용하는 TSMC와 SMIC조차도 하이실리콘의 반도체 칩 생산을 지원할 수 없게 되었습니다. 따라서 2020년 4분기부터 TSMC와 SMIC의 중국 본토 고객 비중이 크게 감소하고, 국내 설계 대체가 점차 제조 대체로 전환될 것으로 예상합니다. 

하지만 호황은 오래가지 못했습니다. 9월 25일, 미국 상무부 산업안전국은 SMIC의 주요 장비 및 자재 공급업체들에게 서한을 보내 SMIC에 제품을 출하하기 전에 허가를 받아야 한다고 요구했습니다. 그 여파로 인한 몇 가지 문제점들을 해결했습니다.

9월 25일 이전에 발주된 장비 대부분은 순차적으로 납품되겠지만, 6~9개월 후에는 특히 CMP(화학기계평탄화) 장비(70% 이상), 이온 주입 장비(70% 이상), CVD(Lam과 Applied Materials 합산 50% 이상), 에칭 장비(Lam과 Applied Materials 합산 70% 이상) 등 미국산 첨단 반도체 공정 장비의 구매가 불가능할 것으로 예상됩니다. 이들 장비는 미국산 반도체 장비 시장에서 상대적으로 높은 점유율을 차지하고 있습니다. 에피택시 장비(90% 이상), 그리고 PVD(물리적 박막 증착) 장비는 Applied Materials가 85% 이상을 차지하고 있습니다. 따라서 SMIC는 라이선스를 획득하지 못할 경우 단기적으로 14/12/7-8nm 생산 능력이 월 3만 웨이퍼를 넘어서지 못할 것으로 예상됩니다.

SMIC가 올해 자본 지출을 6.7억 달러에서 5.9억 달러로 줄인 데 이어, 2021년에는 자본 지출이 4억 달러 미만으로 크게 감소할 것으로 예상됩니다. 감가상각비 또한 향후 몇 년간 상당히 줄어들 것이며, 매출총이익률은 현재 20% 미만에서 크게 개선될 것으로 전망됩니다. 전반적인 이익은 보합세를 보이거나 흑자를 기록할 것으로 예상됩니다.

화웨이와는 달리 상황은 다릅니다. 미국이 반도체 소재 기술을 통제하지 못하기 때문에 SMIC의 향후 5년간 매출 복합 성장률은 기존 추정치인 18%(물량 기준 약 10~12%, 가격 기준 약 5~6%)에서 0~4%(물량 기준 약 0~2%, 가격 기준 약 0~2%)로 하향 조정될 전망입니다.

미국산 EDA 툴, 장비 소모품(2~3년치 재고 확보 가능), 공정 기술이 성숙되고 유지보수 문제가 크지 않은 중고 장비 및 부품, 대형 실리콘 웨이퍼 및 각종 화학 물질은 미국산이 아닌 제품을 구매하거나 다양한 경로를 통해 조달할 수 있습니다.

현재 SMIC는 생산 확장에만 제한을 받고 있지만, 미국 상무부 산업안보국(ISB)이 화웨이와 유사한 전면 제재를 가할 경우 TSMC, UMC, World Advanced Manufacturing, 그리고 Huahong(SMIC는 8인치 패널 시장에서 13~15%, 12인치 패널 시장에서 10%의 성숙 공정, 그리고 12인치 패널 첨단 공정에서 1~2%의 점유율을 차지하고 있음)은 분명히 수혜를 입을 것입니다. 향후 5~10년 안에 SMIC, Huahong, Yangtze River Storage, Hefei Changxin 등이 주목할 만한 기업으로 떠오를 것으로 예상합니다.

각 비핵심 공정 단계에서 국내산 장비 및 자재의 비중이 5~10%에서 30% 이상으로 증가했습니다. 당연히 중국에서 미국 외 반도체 장비 공급업체의 입지가 더욱 중요해질 것입니다. 

만약 바이든 행정부가 미국 상무부 안보국이 SMIC의 주요 미국 장비 및 소재 공급업체에 대해 내린 제재 조치를 변경하지 않고 집권한다면, 2021년 하반기부터 SMIC는 생산 확대를 지속할 수 없게 될 것으로 예상됩니다. 이에 따라 국내 생산 대체는 국내 반도체 장비 및 소재 대체로 전환될 가능성이 높습니다. SMIC든 TSMC든, 혹은 화웨이가 타산 공장을 활용하는 계획이든, 향후 5년 안에 미국 상무부 안보국의 통제를 받지 않는 8인치 특수 공정 및 12인치 성숙 공정(90nm~40nm) 반도체 생산 라인을 국내, 일본, 한국, 대만, 유럽 장비 또는 미국산 중고 장비를 통해 대체하게 될 것으로 보입니다. 따라서 중국 마이크로일렉트로닉스(에칭), 북방화창(PVD, CVD, ALD, 에칭), 선양투오징(CVD), 완예기업(이온 주입), 화하이칭커(CMP), 이탕(제거 및 어닐링 장비), 일본 울박(PVD), 도쿄전자(CVD, 원자 증착, 코팅 현상 장비, 에칭, 어닐링, 제어 검출), 다이닛폰스크린(세척 장비), 히타치하이테크(접착제 제거 장비, 제어 검출), 어드밴테스트(칩 테스트), 그리고 한국의 주성엔지니어링, PSK코리아에 집중할 것을 권장합니다.

3. 반도체 산업

1. 웨이퍼 파운드리 산업 - 5G, 게임 콘솔, 서버, 자동차 반도체, 애플 M1

중국에는 1억 2천만 대 이상의 5G 휴대폰이 보급되어 있으며, 보급률은 60%를 넘습니다. 전 세계적으로는 2억 대 이상의 5G 휴대폰이 보급되어 있으며, 보급률은 18%를 넘습니다. 하이실리콘을 비롯한 여러 시스템 제조업체들은 반도체 재고를 확보하고 있습니다. 코로나19 팬데믹으로 LCD TV, 노트북, 크롬북, 게임 콘솔 등 소비자 가전 제품에 대한 수요가 급증하면서 8인치 웨이퍼 파운드리 가격이 상승했습니다. 전력 관리 칩과 대형 드라이버 칩의 재고가 부족한 상황입니다. TSMC는 AMD가 웨이퍼 파운드리 시장에서 약 10%의 점유율을 확보하는 데 기여했습니다. 인텔 노트북/데스크톱 시장에서 20%, 서버 CPU 시장에서 6.6%의 점유율을 차지하는 파운드리 산업은 2020년 전년 대비 28% 성장할 것으로 예상되며, 이는 TSMC의 전년 대비 31% 성장에 힘입어 전 세계 반도체 로직 칩 산업의 전년 대비 11% 성장률을 상회하는 수치입니다.

하지만 5G 휴대폰(국내 5G 휴대폰 보급률은 2021년에 80%를 넘어설 것으로 예상되며, 전 세계 5G 휴대폰 판매량은 전년 대비 두 배 증가하여 5억 대를 돌파할 것으로 전망되고, 보급률은 2022년에 40% 이상, 나아가 50%를 넘어설 것으로 예상됨), 게임 콘솔(AMD 7nm CPU/GPU 공급량 증가로 물량 공급 완화 예상), PCIe 4.0/5.0(2021년 250만 개에서 2022년 600만~800만 개로 증가 예상), WiFi 6 수요의 지속적인 증가, 정부 및 기업용 서버(전 세계 서버 시장은 전년 대비 20% 성장 예상), 자동차 전력 및 자율주행 반도체(전 세계 자동차 반도체 시장은 전년 대비 10% 이상 성장 예상) 분야에서는 시장이 크게 성장할 것으로 전망됩니다. 그러나 전염병 확산세가 둔화되는 가운데 LCD TV, 노트북, 크롬북의 수요도 감소했으며, 하이실리콘/화웨이가 6개월 이상 휴대폰 및 칩 재고를 판매하고 신규 웨이퍼 파운드리 주문을 발주하지 못하는 등 복합적인 영향이 가중되었습니다. 궈진증권연구소는 세계 웨이퍼 파운드리 시장이 2021년/2022년에 전년 동기 대비 9%/13% 성장할 것으로 전망했습니다. 이는 SMIC가 2021년 하반기부터 생산능력 확대를 위해 필요한 미국산 첨단 반도체 공정 장비를 구매하지 못할 것으로 예상되기 때문입니다. 또한 국내 웨이퍼 파운드리 생산 매출은 2021년/2022년에 전년 동기 대비 8%/7% 성장으로 둔화될 것으로 전망했습니다. 자급률은 2019년 20%에서 2021년/2022년에는 17%/16%로 서서히 하락할 것으로 예상했습니다. 

TSMC는 애플의 자체 개발 노트북 CPU 칩 M1, AMD의 7nm 게임 콘솔 CPU/GPU, 7nm 노트북 CPU/GPU, 7nm EUV/5nm 서버 칩, 인텔의 7nm AI GPU 폰테베키오 및 7nm 그래닛래피드 CPU의 외주 생산 능력, 그리고 애플, 퀄컴, 미디어텍의 7nm EUV, 5nm EUV 5G 애플리케이션 프로세서/베이스밴드 칩 수요를 충족하기 위해 자본 지출을 지속적으로 늘릴 것으로 예상됩니다. 이에 따라 TSMC의 자본 지출은 2020년 170억 달러에서 2021/2022년 200억 달러 이상으로 증가할 것으로 예상되며, 2021/2022년 매출 대비 자본 지출 비율은 2020년 37%에서 약 40%로 상승할 것으로 전망됩니다. 또한, TSMC의 웨이퍼 파운드리 가격은 매년 3~5%의 전년 대비 성장률로 점진적으로 상승할 것으로 예상됩니다(2019년 평균 단가는 전년 대비 8%, 2020년에는 6% 상승). 올해 매출 기반이 높아 내년 TSMC의 매출 성장률은 전년 대비 9%에 그칠 것으로 전망하는 한편, 향후 5년간 매출 복합 성장률 전망치를 기존 5~10%에서 10~15%로 상향 조정할 것으로 예상합니다. 첨단 공정 기술의 웨이퍼 파운드리 가격은 매년 상승하고 있으며, 무어의 법칙에 따른 웨이퍼 크기 축소(웨이퍼 크기 축소로 인한 웨이퍼당 칩 개수 증가) 속도가 파운드리 가격 상승률보다 느리기 때문에 동일 크기 칩의 파운드리 비용 또한 매년 증가할 것으로 예상합니다. 

SMIC의 생산 확장은 제한적입니다. SMIC는 2020년 3분기에 HiSilicon의 마지막 14nm 공정 양산 물량을 지원했지만, 연간 매출 성장률 전망치를 전년 동기 대비 20%에서 23~25%로 하향 조정했습니다. 14/28nm 공정의 매출 비중은 2분기 8%에서 3분기 14.6%로 증가했고, 14nm 공정의 비중은 2분기 1~2%에서 3분기 14.6%로 증가했습니다. 하지만 이는 HiSilicon의 대규모 단가 주문을 잃고, 감가상각비가 계속 증가했으며, 이를 만회할 만한 새로운 게임 콘솔이나 애플 5G 칩 수주가 없었기 때문입니다. SMIC의 4분기 매출(전분기 대비 10~12% 감소)과 총이익률(3분기 24%에서 4분기 16~18%로 하락) 전망치는 TSMC, UMC, 화홍, 월드어드밴스드의 전분기 대비 1~6% 성장 전망치보다 훨씬 낮았습니다. 미국 상무부가 SMIC의 주요 장비 및 자재 공급업체에 부과하는 여러 변수들을 고려할 때, SMIC의 내년 자본 지출은 40억 달러 미만, 내년에는 20억 달러 미만으로 떨어질 것으로 예상됩니다. 내년에는 생산 능력 확장이 쉽지 않을 것이며, 자재 및 소모품 부족으로 인해 전년 대비 매출 성장이 어려울 것으로 보입니다. 따라서 향후 2년간 매출 성장률 전망치는 0~4% 또는 그 이하로 하향 조정되었습니다.

화홍의 매출은 이러한 추세를 잘 활용하고 있습니다. SMIC가 생산 확장에 제약을 받고 있는 상황에서 화홍은 이러한 기회를 놓치지 않을 것으로 예상됩니다. 화홍의 4분기 매출 전망치는 2억 6,900만 달러(전분기 대비 6% 성장, 전년 동기 대비 11% 성장)로, 벤치마크 기업인 TSMC, UMC, World Advanced의 전분기 대비 1~3% 성장 전망치와 SMIC의 전분기 대비 10~12% 감소 전망치를 크게 상회합니다. 이러한 호실적은 화홍의 매출 전망치 상승, 신규 8인치 웨이퍼 파운드리 주문 가격의 10%포인트 상승, 그리고 개별 소자 수요의 상당한 반등에 기인합니다. 3분기에는 12인치 웨이퍼 파운드리의 월 생산 능력이 1만 4천 웨이퍼(2분기 1만 웨이퍼에서 증가)로, 분기별 출하량 또한 4만 웨이퍼(2분기 2만 2천 웨이퍼에서 증가)로 지속적으로 증가했습니다. 그러나 12인치 웨이퍼 파운드리의 총이익률이 2분기 -13%에서 18%로 지속적으로 악화됨에 따라, 화홍의 총이익률에 대한 하락 압력이 계속될 것으로 예상됩니다. 유럽과 미국의 공장들이 점차 가동을 재개하고 전력 수요가 회복됨에 따라, 화홍의 해외 자동차 전력 반도체, 자동차 시뮬레이션 및 MCU 고객사의 매출 전망치가 점차 개선되고 있습니다. STMicroelectronics, OnSemi, Microchip, Alpha&Omega, Diodes 등 주요 해외 고객사들의 4분기 매출 전망치가 시장 예상치보다 3~9%포인트 높은 수준입니다.

세계 AMD(Advanced Micro Devices)와 UMC는 8인치 웨이퍼 시장 회복세에 힘입어 가격 상승이 예상됩니다. 이는 5G 휴대폰용 6~7인치 전력 관리 칩 수요가 4G 휴대폰용보다 두 배 이상 증가했기 때문입니다. 또한, 코로나8 팬데믹으로 인해 노트북, 크롬북, OLED/LCD TV 등에서 원격 교육, 원격 회의, 온라인 게임 사용이 늘어나면서 대형 드라이버 칩, 자동차용 전력 반도체 칩, 화면 내장 지문 인식 칩 등 8인치 웨이퍼 파운드리 수요가 증가하고 있습니다. 이러한 수요 증가로 인해 AMD와 UMC를 비롯한 웨이퍼 파운드리 업체들은 생산 능력 확장의 어려움에도 불구하고 신규 8인치 주문에 대해 약 10%의 가격 인상을 단행하고 있습니다. 이에 따라 매출총이익률과 영업이익률이 개선될 것으로 전망됩니다.

2. 로직 패키징 및 테스트 산업 - 회복세 지속, 재고 변동에 주목

코로나19 팬데믹으로 인한 차질에도 불구하고 로직 패키징 및 테스팅 산업은 2020년 예상대로 강력한 회복세를 보일 것으로 전망됩니다. 팬데믹으로 인해 일부 공급망이 차질을 빚자, 부품 및 단말기 제조업체들은 공급망 안정성 확보를 위해 재고량을 늘렸습니다. 단말기 수요 증가 측면에서는 재택근무 및 엔터테인먼트 수요 증가로 노트북, 데스크톱, 태블릿, 게임 콘솔 등 관련 반도체 수요가 급증했습니다. 하이실리콘은 출하량 증대를 위해 긴급 주문을 발주했고, 휴대폰 제조업체들은 화웨이의 시장 점유율 경쟁을 위해 재고를 늘렸습니다. 5G 인프라 구축과 같은 요인들도 2019년 패키징 및 테스팅 산업의 성장을 견인했습니다. 올해 3분기부터 회복세가 시작되었으며, 1분기부터 3분기까지 주요 제조업체들의 매출은 전년 동기 대비 크게 증가했습니다. 창디안 테크놀로지는 전년 동기 대비 33%, 통푸 마이크로일렉트로닉스는 23%, 화톈 테크놀로지는 3% 소폭 감소, ASE는 12%, 암코르는 28%의 매출 증가를 기록했습니다. 2021년에는 휴대폰 시장이 회복될 것으로 예상되며, 5G 휴대폰 보급률은 지속적으로 증가하고, 서버 시장은 조정 후 성장세로 돌아섰으며, 전 세계적으로 5G 기지국 건설이 활발히 진행되고 있습니다. 이러한 전반적인 단말기 수요 회복세를 배경으로 로직 패키징 및 테스트 산업은 2021년에도 높은 성장세를 이어갈 것으로 전망됩니다.

패키징 및 테스트 장비, 지속적인 강세 전망: 세계 최대 패키징 및 테스트 장비 제조업체인 ASMPacific의 데이터에 따르면, 패키징 및 테스트 장비에 대한 수요가 회복세를 보이며 강세를 지속하고 있습니다. 재택근무 확산, 5G 인프라 구축, 그리고 서버 중심의 HPC 수요 증가에 힘입어 ASMPacific의 BB 지수는 4분기 연속 1.0을 상회하며 패키징 및 테스트 장비 수주 수요가 강세를 보이고 있습니다. 특히 주요 소재 부문인 소재 부문의 신규 수주량은 전년 대비 상당한 증가세를 기록하며 높은 수준을 유지하고 있습니다. 장비 부문이 주요 지표로 작용하는 만큼, 로직 패키징 및 테스트 산업의 이러한 호황은 2020년까지 지속될 것으로 예상됩니다. 

5G 보급률 증가로 RF 패키징 및 테스트, SiP에 대한 수요가 증가할 것입니다. 5G 휴대폰은 4G 휴대폰에 비해 더 많은 주파수 대역을 지원합니다. 5G 휴대폰이 4G, 3G, 2G 표준과 계속 호환된다는 점을 고려하면, 5G 휴대폰의 무선 주파수 프런트엔드는 4G보다 훨씬 더 복잡해질 것입니다. Qorvo의 자료에 따르면, 4G 휴대폰과 비교했을 때 5G 휴대폰의 필터 수는 40개에서 70개로, 주파수 대역 수는 15개에서 30개로, 수신/송신 필터 수는 30개에서 75개로, 무선 주파수 스위치 수는 10개에서 30개로 증가할 것으로 예상됩니다.

Yole은 전체 RF 프런트엔드 시장 규모가 2019년 15.2억 달러에서 2022년 25.4억 달러로 연평균 11%의 성장률을 보일 것으로 예측합니다. 2020년 출시된 밀리미터파 버전 iPhone 12는 SiP(System-in-Practical) 통합 밀리미터파 안테나를 사용합니다. 밀리미터파 솔루션이 성숙해짐에 따라 밀리미터파 및 6G 이하 솔루션과 호환되는 단말 장비의 보급률이 증가할 것으로 예상됩니다. Yole은 AiP(Adaptive Interface Platform)로 인해 2025년까지 RF 패키징 및 테스트 수요가 1.4억 달러 추가될 것으로 예측합니다. 

하이실리콘 제재가 국내 패키징 및 테스트 산업에 미치는 영향: 하이실리콘의 비미국산 대체재 도입 가속화는 이번 IC 산업 공급망, 특히 패키징 및 테스트 산업의 국산화 가속화에 중요한 원인으로 작용했습니다. 2020년 상반기 하이실리콘의 매출은 5.2억 달러로 전년 동기 대비 49% 증가하며 세계 10위 반도체 기업으로 자리매김했습니다. 창디안 테크놀로지(Changdian Technology)와 같은 국내 패키징 및 테스트 업체들은 하이실리콘의 패키징 및 테스트 수주 물량의 주요 수혜자입니다. 2020년 창디안 테크놀로지 매출의 15%는 하이실리콘 수주에서 발생할 것으로 예상됩니다. 하이실리콘은 국내 패키징 및 테스트 업체에 수주 물량을 제공할 뿐만 아니라, 첨단 패키징 기술에 대한 중요한 수요처이기도 합니다. 하이실리콘은 국내 기업들과 협력하여 공정 및 기술을 개선하고, 해외 기업과의 패키징 기술 격차를 줄이는 데 기여할 것으로 보입니다. 하이실리콘에 대한 제재와 시장 재편은 국내 포장 및 시험 설비 공장들이 하이실리콘을 위해 구축한 생산 능력을 일시적으로 중단시킬 뿐만 아니라, 팬아웃과 같은 첨단 포장 기술에 대한 수요도 일시적으로 억제할 것입니다. 이는 향후 2년간 포장 및 시험 산업의 매출 성장률을 전년 대비 몇 포인트 하락시키는 결과를 초래할 것입니다.

AMD의 시장 점유율은 지속적으로 확대되고 있으며, 패키징 및 테스트 공장도 혜택을 보고 있습니다. AMD는 2019년 TSMC의 7nm 공정과 ZEN 2 아키텍처 기반의 PC 프로세서 및 서버 프로세서를 출시하여 처음으로 인텔의 14nm 공정보다 앞서 나갔습니다. 2020년 ZEN 3 아키텍처 데스크톱 플랫폼 출시, 2021년 ZEN 3 노트북 플랫폼 출시, 그리고 2021년 AMD의 5nm 공정 양산이 시작됨에 따라, AMD의 시장 점유율은 더욱 확대될 것으로 예상합니다.

2021년에도 AMD는 10nm 공정을 사용하는 인텔 제품에 비해 아키텍처 및 공정 분야에서 우위를 유지할 것으로 예상됩니다. TSMC의 2nm 첨단 공정이 획기적인 발전을 이루어 2024년에 양산에 성공한다면, TSMC와 협력 중인 AMD는 인텔에 비해 장기간 공정 우위를 유지할 것으로 전망됩니다. 이는 AMD의 서버 CPU 시장 점유율을 2020년 약 10%에서 2022년 20~25%로 끌어올리는 데 도움이 될 것입니다. 노트북 및 데스크톱 CPU 시장 점유율 또한 2020년 20%에서 18~20%로, 2022년에는 25~30%로 증가할 것으로 예상됩니다. AMD의 주요 패키징 및 테스트 공급업체인 통푸마이크로일렉트로닉스(TSMC)는 2021년 AMD의 시장 점유율 증가로 이익을 얻겠지만, 장기적으로는 TSMC가 AMD의 5nm 제노아 또는 3nm CPU를 OEM 방식으로 공급할 가능성이 있다는 위험에 직면해 있습니다.

AMD의 CPU는 CoWoS 패키징을 통해 직접 패키징될 예정입니다.

TSMC는 패키징 및 테스트 부문의 입지를 강화해 왔으며, 패키징 및 테스트와 웨이퍼 파운드리 간의 협력 추세가 뚜렷합니다. 칩 공정의 미세화가 어려워짐에 따라 웨이퍼 레벨 패키징, 2.5D/3D 패키징과 같은 첨단 패키징 기술을 통해 칩 트랜지스터 밀도를 높이는 효과가 즉각적으로 나타날 것이기 때문입니다. TSMC는 2020년 8월 말 패키징 기술 서비스인 3DFabric을 출시했는데, 이는 크게 두 부분으로 나뉩니다. 하나는 CoW(칩 온 웨이퍼) 및 WoW(멀티 웨이퍼 스태킹, 웨이퍼 온 웨이퍼)와 같은 "프런트엔드" 칩 스태킹 기술이고, 다른 하나는 InFO(통합 팬아웃) 및 CoWoS(칩 ​​온 웨이퍼 온 기판)와 같은 "백엔드" 패키징 기술입니다. TSMC의 패키징 기술은 프런트엔드 및 백엔드 패키징을 모두 지원함으로써 동일 제품 내에서 다양한 제품 범주를 창출할 수 있습니다. 이를 통해 고객은 마이크로칩 시스템으로 제품을 설계하여 출시 기간 단축, 성능 및 효율성 향상, 크기 및 외관 개선, 수율 및 비용 절감 등 여러 측면에서 기존의 대형 단일 칩 설계 방식보다 유리한 이점을 누릴 수 있습니다. 생산 능력 측면에서, 총 투자액 720억 위안 규모의 TSMC 주난 첨단 공정 패키징 및 테스트 공장은 2021년 1단계 가동을 시작하여 2022년 초 양산에 돌입할 예정입니다. 3D 패키징으로 대표되는 첨단 패키징 기술은 웨이퍼 파운드리의 후공정 설비를 필요로 하기 때문에, 웨이퍼 공장은 자본 투자 및 설비 공정 이해도 측면에서 OSAT(외장 제품 테스트 및 테스트) 업체보다 유리한 위치에 있습니다. 국내적으로는 JCET와 SMIC의 협력 강화가 칩 성능 향상에 있어 패키징의 역할이 더욱 중요해지는 추세와도 일맥상통합니다.

단말기 재고 변동에 주목해야 합니다. 2020년 하반기, 휴대폰 제조업체들이 시장 경쟁을 벌이고 재고를 늘리면서, 포장 및 테스트 공장들도 하류 수요 증가에 대응하여 재고를 늘렸습니다. 현재 업계 재고는 단말기 수요 증가세가 비교적 안정적이기 때문에 적정 수준을 유지하고 있지만, 만약 코로나19 팬데믹 등의 요인으로 2021년 단말기 수요가 예상보다 저조할 경우, 단말기, 반도체 소자, 그리고 상류 포장 및 테스트 공장의 재고가 누적되어 전체 업계 재고 소진에 더 오랜 시간이 걸릴 수 있습니다. 무어의 법칙 성장 둔화로 서버 칩의 소형화 아키텍처가 수혜를 입으면서 TSMC와 인텔은 3D IC 패키징 및 테스트, 캐리어 보드 수요를 늘리고 있으며, 반도체 고객사는 지속적으로 증가하고 있습니다. 5G SiP/AiP, 게임 콘솔, PCIe 4.0 Retimer, UWB, WiFi 6, 화면 아래 지문 인식, TWS, AR 눈동자용 신규 패키징 및 테스트 수요 등 국내 반도체 대체재 원스톱 모델이 인기를 끌고 있습니다. 그러나 코로나19 팬데믹으로 인한 경기 침체와 맞물려 LCD TV, 노트북, 크롬북 수요 또한 둔화되었습니다. 하이실리콘과 화웨이는 6개월 이상 휴대폰 및 칩 재고를 판매해 왔으며, 신규 웨이퍼 파운드리 주문을 확보하지 못하고 있습니다. SMIC의 확장세 또한 하류 패키징 및 테스트 공장에 악영향을 미치고 있는 등 다방면으로 어려움을 겪고 있습니다. 시노링크 증권 연구소는 전 세계 로직 패키징 및 테스팅 시장이 2021년과 2022년에 전년 동기 대비 15%/10% 성장할 것으로 예상하며, 국내 로직 패키징 및 테스팅 생산 매출은 같은 기간 전년 동기 대비 18%/13% 성장할 것으로 전망하고 있습니다. 또한, 국내 시장 점유율은 2020년 21%에서 2021년/2022년 22%로 점진적으로 증가할 것으로 예상하고 있습니다.

3. 메모리 산업 - 글로벌 경기 회복은 서버 산업의 반전을 기다리고 있습니다.

글로벌 5G 시장 보급률의 지속적인 증가에 힘입어, 전 세계 정부 기관과 기업(프라이빗 클라우드)들은 내년 대규모 백신 접종과 코로나19 확산세 진정 이후 서버 설비 투자 확대를 재개할 것으로 예상됩니다. 전 세계 메모리 재고가 점차 합리화되고 전년 대비 재고가 반전됨에 따라, 2021년 2분기에는 메모리 가격과 판매량이 상승하며 메모리 산업이 점진적으로 회복될 것으로 전망됩니다. 그러나 2021년 2분기 본격적인 회복에 앞서 주요 메모리 제조업체들의 DRAM/3D NAND 시장 동향을 지속적으로 주시해야 할 것입니다. 재고 기간(3.9개월), DRAM/3D NAND 모듈 재고 기간(3.4개월), NOR, SLC NAND/마스크 ROM 재고 기간(3.8개월)은 지속적으로 감소할 것으로 예상되며, 메모리 제조업체의 자본 지출과 매출 비율은 전년 대비 역전되고 있습니다. 현재 DRAM, 3D NAND, SLC NAND, NOR 메모리의 4분기 현물 가격은 안정세를 보이며 하락세가 멈췄지만, 계약 가격은 여전히 ​​소폭 조정되고 있습니다. 

2021년 2분기부터 메모리 산업 전반의 수요와 가격이 상승세를 보일 것으로 예상됩니다. 국내 메모리 웨이퍼 제조업체들의 양산에 힘입어, 시노링크 증권연구소는 세계 메모리 시장이 2021년과 2022년에 각각 전년 동기 대비 13%/15% 성장할 것으로 전망하고 있으며, 국내 메모리 칩 생산 및 판매량은 같은 기간 전년 동기 대비 146%/108% 급증할 것으로 예상하고 있습니다. 메모리 칩 자급률은 2020년 3%에서 2021년과 2022년에는 각각 7%/12%로 빠르게 증가할 것으로 전망됩니다. 

국내 메모리 설비 투자 비중이 점점 커지고 있습니다. 시장조사기관 트렌드포스는 글로벌 DRAM 주요 제조업체들의 2021년 설비 투자가 전년 동기 대비 3% 감소한 19.5억 달러에 이를 것으로 예측하는 반면, 글로벌 NAND 주요 제조업체들은 전년 동기 대비 15% 증가한 24.3억 달러에 이를 것으로 전망했습니다. 향후 2년간 DRAM 현물 및 계약 가격은 NAND 가격보다 안정세를 보일 것으로 예상되며, DRAM 수급 균형은 NAND보다 안정적일 것으로 보입니다. 특히 양쯔메모리는 허페이 창신보다 생산 확장에 더욱 적극적이며, 2021년 말까지 월 8만 5천 대 생산 능력을 더 빠르게 확보할 것으로 예상됩니다. Xtacking의 3D NAND 기술이 선두를 달리고 있는 가운데, 3D NAND 기술 개발은 장기적인 관점에서 주목할 만합니다. 반면 창신의 1X 19nm DRAM 기술의 출처는 여전히 논란의 여지가 있습니다. 

국내 메모리 생산 확장은 장비, 패키징 및 테스트, 모듈, 클린룸 턴키 설계에 유리합니다. 국내 3D NAND 주요 업체인 양쯔 메모리와 모바일 DRAM 주요 업체인 허페이 창신은 설계 및 웨이퍼 제조 기술 격차와 막대한 감가상각비로 인해 단기적으로 수익을 내기 어려울 것으로 예상되지만, 반도체 설계 고객의 주문을 항상 기다려야 하는 웨이퍼 파운드리 업계와는 달리, 고객은 칩 설계를 자주 변경하고 웨이퍼 파운드리 가격 인하를 요구할 때만 주문을 이전합니다. 국내 메모리 제조업체는 자체 연구 개발 설계 및 첨단 공정 기술의 반복적인 발전을 통해 고도로 표준화된 제품을 반복적으로 생산하고 대량 생산을 통해 수율을 향상시킬 수 있습니다. 따라서 향후 20년 동안 중국 본토 메모리 산업의 확장에서 얻은 경쟁력과 막대한 자본 투자에 대해 더욱 낙관적으로 전망합니다. 이는 장비(차이나 마이크로, 북화창), 메모리 패키징 및 테스트(유니속, 타이치 인더스트리얼, 통푸 마이크로일렉트로닉스, 페이튼), 모듈(유니속 스토리지), 그리고 클린룸 종합 건설 및 설계(일레븐 테크놀로지/타이치 인더스트리얼) 분야에 유리하게 작용할 것입니다. 현재 잠정적인 추정에 따르면, 2022년부터 2025년까지 국내 메모리 산업의 2024년 자본 지출은 로직 웨이퍼 파운드리 산업의 수 배에 달할 것이며, 2024년부터 2025년까지 국내 메모리 산업의 매출은 로직 웨이퍼 파운드리 산업의 2배 이상이 될 것입니다.

4. 반도체 장비 및 소재 산업의 국산화가 지속적으로 심화되고 있다.

대형 드라이버 칩, 전력 관리 칩, 전력 칩 등의 8인치 웨이퍼 파운드리 공급이 수요를 초과하고, 5G 이동통신 단말기 및 기지국, 게임 콘솔, 서버, 노트북, 채굴기, 인공지능 등에 사용되는 5nm/7nm 공정 수요가 급증하면서, 전 세계 반도체 장비 시장은 2019년 전년 동기 대비 8% 감소에서 2020년/2021년/2022년 전년 동기 대비 19%/10%/11% 성장으로 2020년 하반기에는 완전히 회복될 것으로 전망됩니다. 다만, 미국 반도체 장비 월별 매출의 경우 2020년 9월 전년 동기 대비 36% 증가를 기록하며 SIA/WSTS가 발표한 전 세계 반도체 산업 매출 성장률 5%를 크게 웃돌았습니다. 이러한 차이의 원인은 다음과 같습니다. 1. 자동차 및 산업용 전력 반도체 시장이 올해 약 10% 감소하여 전 세계 반도체 매출 성장세를 일부 상쇄했습니다. 1. 첨단 공정을 거의 사용하지 않아 미국 반도체 장비 매출에 미치는 영향이 미미하다. 2. 미·중 기술 봉쇄 전쟁이 지속되면서 SMIC와 화홍은 핵심 미국산 반도체 장비 및 원자재 구매를 선제적으로 가속화할 수 있었다. 웨이퍼 파운드리 산업 주도의 글로벌 반도체 장비 회복세와는 달리, 국내 장비 산업은 향후 1년 이상 메모리 웨이퍼 생산 공장 확장에 힘입어 수혜를 입을 것으로 예상된다. 그러나 SMIC의 확장은 현재 보류 중이다. 중국국가증권연구원은 국내 반도체 생산 및 판매량이 2021년과 2022년에 전년 대비 각각 35%와 33% 증가할 것으로 전망했다. 반도체 장비 자급률은 2020년 15%에서 2021년과 2022년에는 각각 17%와 20%로 증가할 것으로 예상된다.

양쯔 메모리의 새로운 장비 입찰이 순조롭게 진행되고 있으며, 장비 국산화율이 지속적으로 증가하고 있습니다. 중국 국제 입찰 네트워크 데이터에 따르면, 양쯔 메모리가 8월부터 현재까지 입찰을 통해 확보하고자 하는 국내 업체는 AMEC(에칭기 12대), 북화창(PVD 장비 1대, 에칭기 9대, 열처리 장비 28대), 상하이 징체이(측정 장비 3대), 중커페이페이(측정 장비 1대), 성메이테크놀로지(클리닝기 8대), 화하이칭커(CMP 장비 10대), 이탕(에칭기 3대, 접착제 제거 장비 16대)입니다. 8월부터 10월까지 국내 제조업체는 국내 5대 웨이퍼 생산 라인의 신규 장비 입찰에서 21%를 차지했습니다. 지난 3개월 동안 국내 주요 웨이퍼 생산 라인의 전체 국산화율은 2% 증가했습니다. 10월 말 기준, 이 5개 라인의 CMP, 에칭, 클리닝, 열처리 장비의 국산화율은 20%를 넘어섰습니다.

외부 환경의 영향으로 국산화율은 높아졌지만, 첨단 공정 장비의 양산 검증 진행 속도는 둔화되었습니다. 10월 5일, SMIC는 미국 상무부 산업안보국(BIS)이 일부 미국산 장비, 부품 및 원자재의 SMIC 수출을 더욱 제한하고, SMIC에 대한 공급을 지속하기 위해서는 수출 허가를 사전 신청해야 한다고 발표했습니다. 단기적으로 SMIC의 정상적인 생산 압력이 증가할 것으로 예상됩니다. 2020년 연간 자본 지출은 6.7억 달러에서 5.9억 달러로 감소할 것입니다. SMIC에 대한 향후 국산 장비 수입에도 영향을 미칠 것입니다. 그러나 장기적으로 미국은 기술 수출 통제를 강화하고 반도체 산업 사슬 전체의 완전한 국산화를 위한 의지를 강화할 것이며, 이는 하류 팹의 국산 장비 구매 의지를 높일 것입니다. 화웨이와 SMIC는 일본, 한국, 유럽, 대만 장비 제조업체와 미국산 중고 장비를 활용하여 3~5년 내에 미국 상무부 및 산업안보국의 제재 및 통제를 받지 않는 성숙한 반도체 생산 라인을 구축할 것입니다. 이러한 방식으로 8인치 및 12인치 성숙 공정 장비의 국산화율은 가속화될 것으로 예상되지만, 첨단 공정 기술 장비는 TSMC, 국내 메모리 산업 및 화리의 생산 확대에 따라 검증 및 교육 강화가 필요합니다.

패키징 및 테스트 공장의 투자 지출이 회복세를 보이고 있으며, 국내 테스트 장비 기술과 시장 또한 지속적인 성장을 거듭하고 있습니다. 패키징 및 테스트 산업은 웨이퍼 공장의 생산 능력 증대에 발맞춰 나가고 있으며, 패키징 및 테스트 공장의 투자 지출이 증가하면서 테스트 장비에 대한 시장 수요도 증가하고 있습니다. 창디안 테크놀로지, 화톈 테크놀로지, 통푸 마이크로일렉트로닉스 등 3개 기업의 투자 지출은 2014년 2.5억 위안에서 2019년 6.9억 위안으로 증가했습니다. 2020년 상반기에는 전년 동기 대비 26.3% 증가하며 성장세가 더욱 가속화되었습니다. 국내 시장에서는 아날로그/개별 소자의 국산화율이 높고, SoC/스토리지 등 여러 분야에서 획기적인 발전이 이루어지고 있습니다. 화펑 측정제어, 창촨 기술, 홍체 반도체의 아날로그/디지털-아날로그 하이브리드 테스터는 국내 아날로그 테스트 장비 시장의 약 85%를 점유하고 있으며, 그중 화펑 측정제어의 국내 아날로그 테스트 장비 시장 점유율은 50%를 넘습니다. 링키지 기술과 홍방 전자의 개별 소자 테스터는 90% 이상의 시장 점유율을 자랑합니다. SoC 테스터 칩은 종류가 다양하고 개발이 어려워 여전히 수입에 크게 의존하고 있습니다. 현재 화펑 측정제어는 전력 SoC 테스터 출하를 달성했으며, 메모리 칩 테스터 분야에서는 징체 전자가 한국의 IT&T와 협력하여 징홍 전자를 설립해 국내 메모리 테스터 시장의 공백을 메우고 소량 주문을 완료했습니다.

국내 반도체 장비 투자 추천: 웨이퍼 장비 분야의 선두주자이자 다양한 사업을 영위하는 북화창(Northern Huachuang), 에칭 장비 분야의 선두주자이자 글로벌 공급망에 진출한 중국마이크로웨이브(China Microwave Co., Ltd.), 반도체 테스터 분야의 선두주자인 화풍측정제어(Huafeng Measurement and Control), 대형 실리콘 웨이퍼 장비 분야의 선두주자인 징성전기기계(Jingsheng Electromechanical)를 추천합니다. 또한, 세척 장비 분야의 선두주자이자 A주 재상장을 앞둔 성메이(Shengmei Co., Ltd.), 세척 장비 제조업체인 지춘테크놀로지(Zhichun Technology), 반도체 테스터 공급업체인 창촨테크놀로지(Changchuan Technology)와 징체전자(Jingce Electronics)에도 주목하시기 바랍니다. 

국내 웨이퍼 공장 가동으로 반도체 소재 수요가 증가했습니다. 2019년에는 하류 수요 부진과 세계적인 반도체 소재 수요 감소에도 불구하고 중국의 반도체 소재 시장은 긍정적인 성장세를 보였습니다. 또한, 국내 생산품 대체가 중국 반도체 산업의 주요 수요로 자리 잡았고, 하류 제조업체들은 반도체 소재 제조업체에 대한 시장 공급 의지를 강화하고 있습니다. 이러한 상황에서 중국은 반도체 소재 시장이 성장할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
반도체 소재 제조업체들은 시장 규모 확대와 시장 점유율 증가라는 두 가지 이점을 누릴 수 있을 것이다.

국내 대규모 실리콘 웨이퍼 생산 시설들이 생산 확대를 적극적으로 계획하고 있어 수입 의존도가 감소할 것으로 예상됩니다. 2020년 하반기에는 5G, AI, IoT 기술의 발전으로 데이터센터, 가전제품 등 스마트 단말기 수요가 급증하면서 전 세계 반도체 파운드리의 8인치 및 12인치 생산 설비가 최대 가동률을 유지했습니다. 디지타임즈에 따르면 12인치 실리콘 웨이퍼 가격은 2021년 1분기에 5% 상승할 것으로 전망됩니다. SEMI 자료에 따르면 전 세계 실리콘 웨이퍼 출하량은 2020년 전년 동기 대비 2.4% 증가한 후 2021년에도 성장세를 이어가 2022년에는 사상 최고치를 경신할 것으로 예상됩니다. 국내 시장 상황을 살펴보면, 소수의 업체가 시장을 독점하고 있어 실리콘 웨이퍼 수입 의존도가 여전히 높은 수준입니다. 중국 포춘 랜드 개발 연구소 자료에 따르면, 국내 기업들은 양산 라인 가동 계획을 공개했습니다. 현재 중국 본토 8인치 웨이퍼 생산 능력은 월 960,000만 개에 달하지만, 12인치 웨이퍼 생산 능력은 월 20만 개에 그치고 있습니다. 코어소트연구소(Core Thought Research Institute) 자료에 따르면, 현재 우리나라에서는 200,000여 개의 대규모 실리콘 웨이퍼 프로젝트가 발표되었으며, 신규 실리콘 웨이퍼 제조업체에 대한 투자액은 140억 위안을 넘어섰습니다. 상하이 실리콘공업, 슈퍼 실리콘 반도체, 진루이훙, 중환 반도체 등의 기업들이 실리콘 웨이퍼 가공 공장 건설을 시작했거나 계획 중입니다. 계획대로 진행된다면, 2023년까지 8인치 실리콘 웨이퍼 총 생산 능력은 월 3.45만 개, 12인치 실리콘 웨이퍼 총 생산 능력은 월 6.62만 개에 이를 것으로 예상됩니다. 이를 통해 수입 실리콘 웨이퍼 의존도가 크게 감소할 것입니다.

웨이퍼 생산량 증가와 제조 난이도 상승에 따라 CMP 연마재 소비량이 증가하고 있습니다. 미국 기업의 시장 점유율이 높은 만큼, 현지화 노력을 시급히 강화해야 합니다. CMP 연마재는 연마액과 연마 패드를 포함합니다. SEMI에 따르면, 전 세계 CMP 연마재 시장 규모는 2020년 19억 8천만 달러에 달할 것으로 예상되며, 이 중 국내 시장 규모는 4억 5천만 달러로 전 세계 시장의 23%를 차지할 것으로 전망됩니다. 더욱 발전된 로직 칩은 CMP 연마재에 대한 새로운 요구 사항을 제시하고 있습니다. 예를 들어, 14nm 이하 로직 칩의 핵심 CMP 공정은 20단계 이상에 이르렀으며, 사용되는 연마액의 종류와 사용량은 90nm 공정에서 5~6가지에서 20가지 이상으로 급증할 것으로 예상됩니다. 또한, 메모리 칩 기술이 2D NAND에서 3D NAND로 전환됨에 따라 CMP 연마 단계 수도 거의 두 배로 증가할 것입니다. 전 세계 시장에서 미국 기업인 Dow와 Cabot은 각각 연마액과 패드 시장의 41%와 84%를 점유하고 있습니다. 급변하는 외부 환경 속에서 연마재의 국산화율을 시급히 향상시켜야 합니다. 현재 국내 연마액 선도 기업인 안지테크놀로지는 해외 독점을 깨고 130~14nm 기술 노드에서 양산에 성공했으며, 10~7nm 기술 노드에서도 제품 개발을 꾸준히 진전시키고 있습니다. 연마 패드 선도 기업인 딩롱은 스토리지 및 첨단 로직 분야에서 지속적으로 혁신을 이루어 28nm 관련 수주를 확보했습니다.

반도체 회로 패턴이 점점 작아짐에 따라 포토레지스트 수요도 증가하고 있으며, 국내 기업들도 생산에 박차를 가하고 있습니다. 포토리소그래피 공정은 칩 제조의 핵심 공정입니다. 첸잔산업연구소의 전망에 따르면, 세계 포토레지스트 시장은 2019년 9.1억 달러 규모에서 2022년 10.5억 달러 규모로 성장할 것으로 예상됩니다. 중국 포토레지스트 시장은 2019년 8.8억 위안 규모에서 2022년 11.7억 위안 규모로 연평균 15%의 성장률을 보일 것으로 전망됩니다. 포토레지스트의 주요 응용 분야는 PCB, 디스플레이 패널, LED 및 집적 회로입니다. 고성능 집적 회로용 포토레지스트는 거의 대부분 수입에 의존하고 있으며, 도쿄 온카, JSR, 신에츠 화학, 후지필름 등 일본 4개 업체가 시장 점유율 72%를 차지하고 있습니다. 국내 업체들도 생산 확대를 가속화하고 있습니다. 징루이(Jingrui Co., Ltd.)의 KrF 포토레지스트는 시범 테스트를 완료했으며, 상하이 신양(Shanghai Xinyang)은 연구 개발 단계에 있습니다. 난다 옵토일렉트로닉스(Nanda Optoelectronics)의 ArF 포토레지스트는 고객 테스트를 진행 중이며, 상하이 신양(Shanghai Xinyang)은 연구 개발 단계에 있습니다.

국내 반도체 소재 투자 조언: 글로벌 반도체 소재 시장은 일본 업체들이 주도하고 있어 공급에는 문제가 없습니다. 하지만 CMP 연마액 및 연마 패드 소재 기술 분야에서는 미국 내 캐벗(Cabot), 다우(Dow), 버섬(Versum)이 여전히 강세를 보이고 있습니다. 따라서 국내 연마액 선두 기업인 안지테크놀로지(Anji Technology)와 연마 패드 선두 기업인 딩롱(Dinglong Co., Ltd.)이 미국 업체들의 기술 독점을 극복할 수 있을지가 관건입니다. 주요 투자 대상 기업으로는 장풍전자(Jiangfeng Electronics), 전자 특수 가스 공급업체인 월터가스(Walter Gas), 그리고 8인치 및 12인치 실리콘 웨이퍼 제조업체인 레온마이크로(Leon Micro)/진루이홍(Jinruihong)을 주목하십시오.

5. 하이실리콘이 없는 국내 반도체 설계 산업 - 식량 공유

미국 트럼프 행정부가 화웨이, 하이실리콘 및 모든 자회사에 대해 미국 기술, 장비, 자재 사용을 금지하고, 수곤, 톈진 하이광 첨단기술, 청두 하이광 통합, 청두 하이광 마이크로일렉트로닉스, 히크비전, 다화, 아이플라이텍, 메그비, 센스타임, 샤먼 메이야 피코, 이투, 이신 기술, 윈톈 라이페이, 웨이이 측정제어, 파이버홈 기술, 진나 기술, 다코 기술, 중윈 룽신 기술, 치후 360 기술, 윈충 기술, 오리엔탈 넷파워 기술, 선전 넷비전, 인천 인텔리전트 등을 차례로 제재 대상 목록에 올린 이후, 미국산 반도체 제품 기술과 응용 소프트웨어/운영체제 소프트웨어 사용이 금지되면서 국내 제품 시스템 기업들은 비미국 핵심 제품 설계 기업에 대한 교육, 지원, 인증 가속화에 박차를 가하게 되었습니다. 물론 국내 반도체 제품 설계 회사가 우선적으로 고려되지만, 기술 격차가 너무 클 경우 미국의 핵심 설계를 대체하기 위해 대만, 한국, 일본, 유럽의 설계 회사를 선정하기도 합니다. 예를 들어, Unisoc, MediaTek(Qualcomm 대체), Sanan, Zhuosheng Micro(Avago, Skyworks, Qorvo 대체), Wingtech, Shengbang, Silicon Power(Ti, Maxium, On Semi, Diodes, Analog Devices 대체), Goodix, Egis(Synaptics, FPC 대체), GigaDevice, Beijing Ingenic(Micron, Cypress 대체), Yangtze Memory, Hefei Changxin, Samsung, Hynix(Micron 대체), Montage(IDT/Renesas, Rambus 메모리 인터페이스 칩 대체 및 Astera의 PCIE Gen4.0/5.0 리타이머 대체), Feiteng, Loongson, Shanghai Zhaoxin(Intel, AMD의 x86 CPU 대체) 등을 사용할 수 있습니다. 하지만 하이실리콘은 2020년 9월 15일부터 TSMC, SMIC, 삼성 등 파운드리에서 미국산 반도체 장비를 사용하지 않는 생산 시설을 찾지 못하고 있습니다. 화웨이의 자체 반도체 생산 시설인 타산(Tashan) 계획이 아직 성공하지 못한 상황에서, 2021년/2022년에는 하이실리콘의 시장 점유율이 크게 잠식될 것으로 예상됩니다. 

국가증권연구소는 하이실리콘이 국내 반도체 설계 시장 점유율 50% 이상을 차지하고 있으며, 칩 재고가 15년 미만이라는 점을 고려할 때, 하이실리콘의 시장 점유율 하락과 재고 소진으로 인해 국내 반도체 설계 산업 성장률이 2020년 전년 대비 7%에서 2021년/2022년에는 전년 대비 22%/18% 감소할 것으로 전망했습니다. 이에 따라 중국 본토의 팹리스 설계 산업의 세계 시장 점유율은 2019년에서 2021년/2022년으로 하락할 것으로 예상됩니다. 중국 본토의 팹리스 디자인 산업 자립률은 2019년 26%에서 2021년/2022년 15%/11%로 하락할 것으로 예상되며, 2021년 9%/2022년에는 7%로 떨어지고, 2025년까지는 2019년의 15%를 넘지 못할 것으로 전망됩니다. 

그러나 다른 회사들이 하이실리콘의 시장 점유율을 나눠 갖고, 하이실리콘의 일부 설계팀이 새로운 회사를 설립하거나 다른 설계 회사에 합류할 가능성을 고려하여, 하이실리콘의 매출을 계산에서 제외하면 중국국가증권연구소는 국내 반도체 설계 산업이 2020년, 2021년, 2022년에 각각 전년 대비 35%, 31%, 25% 성장할 것으로 추산했는데, 이는 같은 기간 전 세계 순수 반도체 설계 매출 성장률인 25%, 12%, 9%와 5년 연평균 성장률 11%를 훨씬 웃도는 수치입니다. 국내 성장의 주요 동력은 아날로그 칩 분야의 성방(Shengbang)과 시리제(Xilijie), 휴대폰 무선 주파수 분야의 주성마이크로(Zhuosheng Micro), NOR 플래시 메모리 분야의 선두주자인 기가디바이스(GigaDevice), 특수 메모리 분야의 베이징 인제닉(Beijing Ingenic), 그리고 메모리 인터페이스 및 PCIE Gen 4/5 리타이머의 부상입니다.

6. 전력 IDM - 공급 부족 상황에서 강한 수요와 높은 수익 탄력성

설계, 제조 및 패키징을 통합한 IDM 모델을 구축하여 수익 유연성을 향상시켜야 합니다. 전력 반도체 회로는 비교적 단순하지만 웨이퍼 제조 및 패키징 공정이 최종 제품 성능에 미치는 영향이 크고 기술적 내용도 까다롭습니다. 따라서 전력 반도체에서는 웨이퍼 제조와 패키징을 포함한 제조 공정이 높은 부가가치를 창출합니다. 반면, 디지털 칩에서 높은 부가가치를 차지하는 칩 설계, IP, 명령어 세트, 제어 칩 아키텍처, 설계 소프트웨어 도구 등의 공정은 전력 반도체에서는 부가가치 비중이 상대적으로 낮습니다. 따라서 차이나리소스마이크로와 같은 전력 IDM 제조업체는 자체 투자 프로젝트를 통해 패키징 공정 및 생산 능력을 개선함으로써 총이익률을 3~5%포인트 높일 수 있을 것으로 기대합니다. 

전염병이 정상화됨에 따라 산업 및 자동차 수요 회복과 함께 전력 소자 시장도 호황을 누리고 있습니다. 전 세계적인 재택근무 및 온라인 교육 확산으로 데스크톱, 노트북, 태블릿 수요가 증가하면서 드라이버 IC 수요도 급증했습니다. 또한, 휴대폰 사양이 높아짐에 따라 전력 관리 IC 수요도 휴대폰 한 대당 1~2개에서 최대 8~9개까지 증가했습니다. 공급 측면에서는 CIS(컴퓨터 정보 시스템)의 생산 설비 확보와 중고 장비에 의존하는 전반적인 생산 능력 제한으로 인해 확장이 어려운 상황입니다. 이러한 전력 소자 시장의 호황은 내년 상반기까지 지속될 것으로 예상됩니다. 

비용 상승 압력이 증가함에 따라 IDM 모델의 장점이 부각되고 있습니다. 생산 능력 부족으로 MOS와 같은 전력 소자의 납기가 길어지고, 일부 파운드리 업체들이 파운드리 가격을 인상하면서 전력 소자를 자체 생산하지 않는 기업들은 비용 상승 압박에 직면하고 있습니다. 그러나 IDM 모델을 채택한 전력 소자 기업은 자체 생산 능력을 확보할 수 있어 유사 제품 가격 상승 시에도 더욱 유연하게 대응할 수 있습니다.

글로벌 전력 반도체 시장, 2021년 반등 전망: 전 세계적인 코로나19 팬데믹의 영향으로 2020년 글로벌 전력 반도체 시장은 위축되었습니다. QYResearch는 2020년 시장 규모가 36.7억 달러로 전년 동기 대비 9.1% 감소할 것으로 예측했으며, 2021년에는 39.6억 달러로 전년 동기 대비 8.1% 증가할 것으로 전망했습니다. 중국의 전력 반도체 시장은 2019년 144억 8천만 달러 규모로 세계 시장의 35.9%를 차지했습니다. QYResearch는 2020년 중국 시장 규모가 13.8억 달러로 전년 동기 대비 4.7% 감소할 것으로 예측했습니다. 

자동차는 가장 큰 응용 시장이며, 소비자 가전 부문의 비중도 증가하고 있습니다. 글로벌 제품 부문별로 살펴보면, 전력 IC가 가장 큰 비중을 차지하며 최근 몇 년간 그 비중이 꾸준히 증가해 왔습니다. 그 뒤를 MOSFET이 따르지만, IGBT로의 대체 때문에 성장세가 둔화되었습니다. 다이오드의 비중은 대체로 안정적인 수준을 유지하고 있으며, IGBT 시장은 꾸준히 성장하며 그 비중 또한 지속적으로 증가하고 있습니다. 전력 반도체의 가장 중요한 시장은 자동차이며, 그 다음으로 산업 및 소비자 가전이 뒤를 잇습니다. 최근 몇 년 동안 신에너지 자동차의 급속한 발전과 자동차 전자 및 지능형 기술의 빠른 발전으로 자동차 분야의 비중은 지속적으로 증가해 왔습니다. 2019년 자동차 산업의 전력 반도체 수요는 전체 규모의 35.4%를 차지했습니다. 소비자 가전 분야의 비중 또한 비교적 안정적으로 증가하여 2019년에는 13.2%에 달했습니다. 

2019년 중국의 전력 반도체 시장은 세계 시장의 35.9%를 차지했습니다. 중국은 세계 최대 전력 소자 소비국이며, 전력 소자 부문의 주요 제품들은 모두 중국 시장 점유율 1위를 차지하고 있습니다. 전체 반도체 산업과 마찬가지로, 해외 전력 소자 IDM 업체들과 비교했을 때 국내 주요 전력 소자 업체(차이나리소스마이크로, 스타반도체, 신제에너지, 양제테크놀로지, 차이나마이크로일렉트로닉스, 실란마이크로일렉트로닉스 등)의 연간 매출액은 국제적인 대기업들과 큰 차이를 보이며, 제품 구조 또한 저가형에 치우쳐 있습니다. 이는 중국 전력 소자 시장 규모가 자립도에 비해 심각하게 불균형하며, 국내 대체재 개발의 여지가 매우 크다는 것을 시사합니다. 현재 중국의 전력 반도체 산업은 빠르게 성장하고 있습니다. 윙텍테크놀로지가 넥스페리아반도체를 인수했고, 스타반도체, 차이나리소스마이크로, 신제에너지 등 여러 전력 반도체 업체들이 잇따라 상장하며 발전하고 있습니다.
자라다. 

신에너지 자동차용 전력 반도체의 가치가 크게 상승했습니다. 새로운 전력 소자의 가치는 주로 자동차의 "3대 동력" 시스템, 즉 전력 제어, 전기 구동 및 배터리 시스템에서 비롯됩니다. 전력 제어 장치에서는 IGBT 또는 SiC 모듈이 고전압 직류를 교류로 변환하여 3상 모터를 구동합니다. 온보드 충전기 AC/DC 및 DC/DC 컨버터에는 IGBT 또는 SiC, MOS, SBD 단일 튜브 또는 GaN이 사용됩니다. 전동 파워 스티어링, 워터 펌프, 오일 펌프, PTC 및 에어컨 컴프레서와 같은 고전압 보조 제어기에는 IGBT 단일 튜브 또는 모듈이 사용됩니다. ISG MOS 단일 튜브는 스타트-스톱 시스템 및 전동 와이퍼와 같은 저전압 제어기에 사용됩니다. 인피니언의 자료에 따르면, 2020년 48V 마일드 하이브리드 차량에는 9천만 달러, 전기차 또는 하이브리드 차량에는 3억 3천만 달러의 전력 반도체가 추가로 필요할 것으로 예상됩니다. 

블룸버그NEF는 전 세계 신에너지 자동차 수가 2025년에는 11만 대에 달할 것으로 예측하며, 이 중 중국이 50%를 차지할 것이라고 전망했습니다. 2030년에는 28만 대, 2040년에는 56만 대에 이를 것으로 예상하며, 이때 전기차 판매량이 전체 신차 판매량의 57%를 차지할 것이라고 밝혔습니다. 

3세대 복합 반도체, 새로운 발전 가능성 제시: 100여 년의 개발 끝에 반도체 소재는 이제 세대로 3세대까지 발전해 왔습니다. 3세대 반도체 소재는 주로 탄화규소(SiC), 질화갈륨(GaN), 산화아연(ZnO), 다이아몬드, 질화알루미늄(AlN) 등의 광대역 반도체 소재를 포함합니다. 그중에서도 SiC와 GaN이 가장 중요합니다. 전기차와 하이브리드차, 충전기, 산업용 전원 공급 장치 등의 응용 분야에서 탄화규소(SiC)는 지속적인 성장을 보일 것으로 예상됩니다. 2020년 시장 규모는 약 7억 달러였으며, Yole은 2025년까지 연평균 35%의 성장률을 기록하며 3.8억 달러에 이를 것으로 예측합니다. 삼성, 오포, 샤오미 등 많은 스마트폰 제조사들이 GaN 소재를 탑재한 고속 충전기를 출시하는 등 고속 충전 시장은 빠르게 성장하고 있습니다. 5G 기지국 등 다른 수요에 힘입어 전력 GaN 시장은 빠르게 성장할 것으로 예상됩니다. Yole은 2020년 GaN 시장 규모가 약 1억 달러에 달할 것으로 예측하며, 2025년에는 5억 달러에 이를 것으로 전망하고 있습니다. 이는 2020년부터 2025년까지 연평균 42%의 성장률을 의미합니다. 

글로벌 전력 반도체 시장은 유럽, 미국, 일본 3개국의 경쟁 구도로 전개되고 있습니다. 인피니언(Infineon) 통계에 따르면 2019년 글로벌 전력 반도체 소자 및 모듈 시장 규모는 210억 달러에 달했습니다. 유럽, 미국, 일본이 시장을 주도했으며, 인피니언이 19%로 1위를 차지했고, 온 세미컨덕터(ON Semiconductor)가 8.4%로 그 뒤를 이었습니다. 상위 10개 기업의 시장 점유율 합계는 58.3%에 달했습니다. 

2019년 전 세계 MOSFET 시장 규모는 8.1억 달러에 달했으며, IGBT 시장은 33억 1천만 달러였습니다. 인피니언은 MOSFET 시장에서 24.6%의 시장 점유율로 압도적인 1위를 차지했으며, 상위 5개 기업의 시장 점유율은 59.8%에 이르렀습니다. 윙텍에 인수된 넥스페리아와 중국에서 성장한 차이나리소스마이크로가 각각 4.1%와 3.0%의 점유율로 상위 10위권에 진입했습니다. 인피니언은 IGBT 시장에서도 35.6%의 시장 점유율로 1위를 기록했으며, 상위 5개 기업의 시장 점유율은 68.8%에 달했습니다. 중국에서 성장한 선도적인 IGBT 기업인 스타 반도체는 최근 몇 년간 빠르게 성장하여 2019년 2.5%의 시장 점유율로 8위를 기록하며 상위 10위권에 진입했습니다. 

중국 전력 반도체 산업은 좋은 발전 기회를 맞이하고 있습니다. 중국의 반도체 제조업체들은 주로 IDM(통합생산) 모델을 기반으로 하며, 생산 체인이 비교적 잘 갖춰져 있습니다. 제품은 주로 다이오드, 저전압 MOS 소자, 사이리스터와 같은 저가형 분야에 집중되어 있으며, IGBT 분야에서도 점차 성과를 내고 있습니다. 생산 기술이 성숙되어 있고 비용 경쟁력도 뛰어납니다. 업계 선도 기업들의 수익성은 대만 제조업체들보다 훨씬 높습니다. 신에너지, 전력, 철도 운송 등 다양한 분야에서 활용 가능성이 높습니다.
고급 제품 분야에서 국내 생산 능력을 갖춘 업체는 소수에 불과하며, 인피니언, 온 ​​반도체, 르네사스, 도시바 등 유럽, 미국, 일본 업체들이 시장을 독점하고 있다. 현재 국내외 IGBT 시장은 여전히 ​​외국 기업들이 대부분을 차지하고 있다. 그러나 스타 반도체를 필두로 국내 IGBT 업체들이 빠르게 성장하며 산업 제어, 전기 자동차, 풍력, 태양광, 전력, 고속철도 분야에서 점차 성과를 내고 있다.

점유율 확대를 위해 스타 반도체는 전기차용 IGBT 모듈로 2019년 중국 전기차 시장에서 14%의 점유율을 기록했습니다. 현재 국내 전력 반도체 산업 공급망은 점차 완벽해지고 있으며, 기술 또한 획기적인 발전을 이루고 있습니다. 중국은 세계 최대 전력 반도체 소비국으로, 2019년 전 세계 수요의 35.9%를 차지했으며, 성장률은 세계 평균을 크게 웃돌고 있습니다. 앞으로 신에너지(전기차, 태양광, 풍력), 산업 제어, 주파수 변환 가전제품, IoT 등 다양한 분야에서 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다. 장비 및 기타 장비 수요 증가에 따라 중국의 수요 증가율은 세계 평균을 상회할 것이며, 전력 반도체 산업은 꾸준히 성장하고 국내 대체재 생산도 증가할 것으로 전망됩니다. 각 분야 선두 기업들의 전망을 긍정적으로 평가하며, 스타 반도체, 차이나리소스마이크로, 윙텍테크놀로지(넥스페리아)를 추천합니다. 

회사 전화번호: +86-0755-83044319
팩스: +86-0755-83975897
이메일: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 리 관리자

QQ: 332496225 Qiu 관리자

주소: 중국 선전시 룽화신구 민즈대로 1079번지 전타오테크놀로지빌딩 C동 809호