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웨이퍼 파운드리 시장은 역사적인 순간을 맞이할 것이다
2022-03-17 535
오늘날 파운드리들은 매우 편안하게 생활하고 있으며, 이 상태는 적어도 2025년까지 지속될 것입니다.  
  이번 주 IC Insights는 최신 시장 조사 보고서를 발표했습니다. 2021년 파운드리 시장 전체 매출은 100년 대비 107.2% 증가한 23억 달러로 처음으로 2017억 달러를 넘어설 것으로 예상된다. 기록적인 성장률과 비슷하다(그림 1 참조). .  
    그림 1  
; 글로벌 파운드리 시장은 11.6년까지 연평균 2025% 성장해, 시대공장 전체 매출은 151.2억 달러에 달할 것으로 예상된다.  
  순수 플레이 파운드리 시장은 올해 24% 성장해 87.1억 달러로 크게 성장해 23년에는 2020%를 넘어설 것으로 예상된다. 순수 플레이 파운드리 시장은 125.1년간(2025~5년) 2020년까지 2025억 달러로 성장할 것으로 예상된다. CAGR은 12.2%로 82.7년 전체 파운드리 매출의 2025%를 차지했고, 2021년에는 전년 대비 81.2%를 차지했습니다. TSMC, UMC 및 여러 전문 파운드리들은 올해 건전한 매출 성장을 기대하고 있습니다. 이들 공급업체는 또한 예측 기간 동안 파운드리 용량에 대한 예상 수요를 지원하기 위해 새로운 용량에 막대한 투자를 하고 있습니다.  
  Qualcomm과 같은 고객을 중심으로 한 삼성의 외부 매출이 IDM 파운드리 시장의 대부분을 차지합니다. IC Insights는 IDM 파운드리 시장이 올해 18% 성장해 20.1억 달러에 이를 것으로 예상하고 있습니다. IDM 파운드리 시장은 26.1년까지 2025억 달러로 성장하여 5년간 CAGR 9.0%로 성장할 것으로 예상됩니다.  
  웨이퍼 파운드리든 IDM이든 2020년 하반기부터 미친 생산 확장 모드에 돌입해 12인치와 8인치가 손을 잡게 됐다. 인치공장의 쇠퇴로 인해 시장수요는 전반적으로 강한 모습을 보이고 있다.  
 

전 세계적으로 순수 웨이퍼 파운드리 대표로는 TSMC, UMC, GF, SMIC가 있고, 파운드리 사업 부문에서는 IDM의 대표 기업이 삼성, 인텔이다. 아래에서 이러한 성과와 활동을 살펴보세요.


TSMC   


TSMC는 2021년 자본지출이 기존 추정 25억~28억 달러에서 30억 달러로 늘어나 이중 80% 이상이 첨단 공정 투자에 투입될 예정이며 7나노, 5나노, 3나노, 2나노 공정 생산라인이 증설될 것이라고 밝혔다. 모두 12인치 웨이퍼를 사용했다.  
  얼마 전 TSMC도 웨이퍼 팹 증설을 위해 100년간 2.887억 달러를 투자하겠다고 밝혔고, 난징 공장의 28나노 공정 능력을 확장해 월 40,000만 장의 웨이퍼 생산량을 늘리는 데 XNUMX억XNUMX만 달러를 투자하겠다고 확인했다. . 자동차 칩 생산에  
  TSMC는 현재 대만의 웨이퍼 팹에는 클린룸 공간이 없으며 난징 팹만이 생산 라인을 직접 설정할 수 있는 준비된 공간을 갖추고 있어 생산 능력의 신속한 형성에 도움이 된다고 지적했습니다. 계획에 따르면 TSMC 난징공장의 28나노 공정 캐파는 2022년 하반기 양산에 들어가고, 풀로드 캐파 목표인 웨이퍼 40,000만장/월은 2023년 중반에 도달할 예정이다. 현재 TSMC 난징 공장은 주로 16nm 칩을 생산하고 있으며 월 생산 능력은 약 20,000개의 웨이퍼입니다.  
  TSMC가 5nm 이상의 첨단 공정에서 선두를 유지하려면 EUV 노광기가 중요한 부분입니다. 최근 몇 년간 회사는 첨단 공정 용량 우위를 유지하기 위해 EUV 장비를 계속 구매해 왔습니다. TSMC는 며칠 전 기술 포럼을 열어 50년까지 자사 EUV 장비의 누적 설치 용량이 전 세계 전체의 2020%를 차지할 것이라고 지적했다. 2020년에는 TSMC의 EUV 기술로 생산된 웨이퍼가 전 세계의 65%를 차지할 것으로 예상된다. EUV 리소그래피 웨이퍼. . 공정이 5nm로 발전하면서 각 웨이퍼마다 EUV 마스크층의 사용이 크게 늘어났습니다. TSMC는 2021년 EUV 마스크 생산능력이 20년의 2019배가 될 것으로 추정하고 있다.  
  3나노는 EUV 활용도가 높아지고, 10나노 대비 성능은 15~5%, 소비전력은 25~30% 감소하고, 로직 밀도는 1.7배 증가한다. SRAM 밀도는 1.2배, 아날로그 밀도는 1.1배 증가합니다.  
  앞서 언급한 최첨단 공정의 웨이퍼 팹이 향후 1~3년 내 점진적으로 완성돼 양산에 들어갈 예정이며, 미국은 애리조나주에 12인치 팹 2024단계를 마련해 XNUMX년 이후 TSMC를 이용해 양산에 들어갈 예정이다. EUV 해당 기술의 웨이퍼 수가 급격히 늘어나 EUV 장비에 대한 투자도 늘어날 전망이다.  
  글로벌 파운드리 산업의 선두주자로서 TSMC의 매출 수준은 절대적인 지배적 위치에 있습니다. 동시에 TSMC의 매출총이익률도 오랫동안 높은 수준(약 50%)을 유지해 왔다. 실제로 2005년 이후 회사의 평균 매출총이익률은 45% 이상으로 안정적이며 일정한 성장률을 유지해 왔다. 당시 TSMC는 90나노 공정 기술 매출이 급격하게 성장하는 단계에 있었고 이때부터 해당 칩 제조가 8인치 웨이퍼에서 12인치 웨이퍼로 전환되기 시작했고, 오늘날 이 변환은 기본적으로 완료되었습니다(물론 이는 고급 프로세스를 의미하며 최근 몇 년 동안 성숙한 프로세스 칩에서 12인치 웨이퍼로의 전환이 시작되었습니다).


UMC   


순수 파운드리 부문에서는 UMC가 TSMC에 이어 2위입니다. 지난 한 해 동안 UMC의 강력한 성과는 주로 CMOS 이미지 센서와 TWS Bluetooth 칩으로 대표되는 "폭발적인" 시장 폭발의 물결과 전염병으로 인한 글로벌 칩 부족 때문이라고 말할 수 있습니다.  
  2020년 하반기 UMC는 Qualcomm과 NVIDIA로부터 성숙한 프로세스 주문을 따냈고 Texas Instruments, STMicroelectronics, Sony와 같은 IDM 거대 기업은 주로 28nm, 40nm 또는 55nm와 같은 성숙한 프로세스를 사용하여 계속해서 주문을 확대했습니다. 프로세스, 대부분의 제품은 아날로그 칩입니다.  
  또한 5G 휴대폰용 전력 관리 IC의 소비량은 3~40%, 노트북용 MOSFET 및 전력 관리 IC의 소비량은 2~30% 증가했습니다. 또한, TSMC, UMC 등 8인치 파운드리 업체들의 2020년 하반기 물량 부족으로 대형 패널 구동 IC와 저화소 모니터링용 CMOS 이미지 센서 공급이 부족한 상황입니다.  
  드라이버 IC, PMIC(전력 관리 IC), RF, IoT 애플리케이션 등에 대한 파운드리 주문이 지속적으로 유입됨에 따라 UMC의 8인치 웨이퍼 생산 능력은 풀로드되었으며 28nm 공정은 계속해서 고객의 설계 결정을 완료하고 있으며, 후속으로는 안정적인 오프라인 생산으로 지난해 28분기 60나노 이하 공정 매출이 전년 동기 대비 13% 증가, 전체 매출도 전년 동기 대비 XNUMX% 증가했다.  
  이로써 UMC의 생산능력이 풀가동하게 됐고, 2021년 상반기 생산능력도 풀가동됐다. 실제로 UMC의 8인치 웨이퍼 파운드리 생산 능력은 2021년 하반기까지 풀로드됐다. 이에 따라 가격도 인상된다.  
  UMC는 생산 능력을 할당하기 위해 2020년 8분기부터 가격 인상을 시작할 것이라고 발표했습니다. 지금까지 회사는 대부분의 고객에게 가격을 두 번 인상했습니다. 대만 언론 보도에 따르면 UMC는 12인치와 10인치를 포함해 파운드리 가격을 최소 XNUMX% 이상 인상해 다시 인상할 것으로 예상된다. 하반기 시장에 대해서는 아직 결론이 나지 않았지만 대부분의 고객들은 UMC가 분기별로 가격을 인상할 것으로 예상하고 있다.  
  UMC는 산업 발전에서 막대한 이익을 얻었으며 시장 및 관련 제품에서 성숙한 프로세스 칩에 대한 수요가 급증했습니다. 그리고 이런 상황은 아직도 계속되고 있다. 향후 몇 년 동안 UMC는 순수 웨이퍼 파운드리 산업의 두 번째 형제로서 계속 상승세를 이어갈 것입니다.  
  UMC의 2021년 50.91분기 재무 보고서에 따르면 매출은 NT$8.1억 14.7천만으로 전 분기보다 31.3%, 전년 동기 대비 30%, 총 이익률은 29.16% 증가한 것으로 나타났습니다. UMC의 매출총이익률은 2011%를 초과했는데, 이는 회사가 마지막으로 이 수치에 접근한 시점이 10년 15분기 20%였기 때문에 매우 중요한 지표입니다. 지난 22.1년 동안 UMC의 매출총이익률은 2020%를 넘었습니다. ~ XNUMX년 전체 기간 동안 XNUMX% 사이를 맴돌다가 XNUMX%에 도달했습니다.  
  UMC의 생산 능력 전략을 해체하면 여전히 기존 생산 라인과 신규 공장이 두 개의 채널로 나누어져 있습니다. 기존 생산 라인의 병목 현상 해소를 위한 적극적인 조치를 통해 생산 능력은 3년에 2021%, 6년에 2022%(주로 28nm) 증가할 수 있습니다. UMC 이사회가 승인한 NT$31.895억 2.3만 자본 예산의 시행은 생산 능력을 늘리는 데 사용될 것입니다. 올해 자본 지출은 XNUMX억 달러 증가를 유지할 것으로 예상된다.  
 

새 공장의 경우, 올해 초 발표된 NT$100억 Nanke 새 공장 계획에서는 월 28개 생산 능력을 갖춘 27,500nm 공정을 배치할 예정입니다.


GF   


최근 GF는 움직임이 잦았다. 지난주 GlobalFoundries는 올해 자동차 칩 생산량을 늘리고 생산 확대를 위해 6억 달러를 지출할 것이라고 발표했습니다.  
  GLOBALFOUNDRIES 자동차 수석 부사장 Mike Hogan은 다음과 같이 말했습니다. "2021년보다 자동차 부문에 더 많은 웨이퍼가 출하되면서 2020년에는 더 많은 자동차 생산 능력을 추가하는 데 큰 진전을 이루고 있습니다. GF는 GF의 싱가포르 시설 확장에 2022억 달러, 미국과 독일 확장에 6억 달러를 포함해 전 세계적으로 4억 달러 이상을 투자할 예정입니다.”  
  주요 고객의 촉구에 따라 웨이퍼 파운드리의 생산 확대 경쟁은 첨단 공정에서 성숙 공정으로 확산되었습니다. 최근에는 주요 자동차 전장 제조사들의 요청에 따라 주요 제조사들이 생산 확대 규모를 늘리고 있다.  
  또한 GF는 2024년부터 현지 생산 능력을 확대하기 위해 IPCEI(중요 프로젝트) 제1판에 따라 마이크로 전자 프로젝트에 대한 자금 지원을 신청했습니다. GLOBALFOUNDRIES CEO Tom Caulfiled는 회사가 55억 달러를 투자할 것이라고 밝혔습니다. 드레스덴은 향후 22년에 걸쳐 팹의 현재 최대 용량에 도달합니다. 공정기술 측면에서는 XNUMXnm부터 XNUMXnm까지 FDSOI를 다룬다.


SMIC   


일주일 전 SMIC는 2년 2021월 100,000일 중국(상하이) 자유무역시험구 임강신지역 관리위원회와 협력 기본 협약을 체결해 건설 계획 용량 12만 대 규모의 합작회사를 공동 설립했다고 발표했다. 28nm 이상의 기술 노드를 제공하는 팹에 초점을 맞춘 월별 8.87인치 웨이퍼 파운드리 라인 프로젝트입니다. 해당 프로젝트에는 약 XNUMX억 XNUMX천만 달러를 투자할 계획이다.  
  올해 17월 28일, SMIC는 회사와 선전 정부(Shenzhen Reinvestment Group을 통해)가 제안된 투자 방식으로 SMIC Shenzhen을 통해 프로젝트를 개발 및 운영할 계획이라고 발표했습니다. 계획에 따르면 SMIC Shenzhen은 40,000nm 이상의 집적 회로 생산과 기술 서비스 제공에 중점을 두고 프로젝트 개발 및 운영을 수행할 예정이며, 월간 약 12장의 2022인치 웨이퍼 생산 능력을 달성하는 것을 목표로 하고 있습니다. . 생산은 XNUMX년에 시작될 것으로 예상된다.  
  SMIC도 2020년 28월 베이징에 7.6억 달러를 투자해 XNUMXnm에 초점을 맞춘 합작회사를 설립했다.  
  SMIC가 28나노 공정 관련 생산능력을 본격적으로 확대할 것으로 보인다.  
  매출 측면에서 SMIC의 2021년 405.0분기 총 이익은 61.9억 250.1만 달러로 2021년 2020분기 248.6억 62.9만 달러에 비해 30.1% 증가했고, 2021년 22.7분기 2021억 26.5만 달러와 비교해도 증가했다. 2020%이다. 매출총이익률은 30년 XNUMX분기 XNUMX%, XNUMX년 XNUMX분기 XNUMX%, XNUMX년 XNUMX분기 XNUMX%를 기록했다. SMIC의 매출총이익률이 XNUMX%를 넘었는데, 이는 역사적인 순간이기도 하다.


삼성   


삼성은 첨단 제조 분야에서 TSMC를 쫓아왔다. 7nm 공정 기준으로 보면 2020년 삼성의 월간 생산능력은 웨이퍼 약 25,000장, 5nm의 경우 삼성의 월간 생산능력은 웨이퍼 약 5,000장이라는 통계가 나와 있습니다.  
  5nm 측면에서 삼성의 저전력 버전 5LPE는 10nm에 비해 성능이 7% 향상되었으며, 동일한 클럭과 복잡성에서 전력 소비를 20% 줄일 수 있습니다. 5LPE는 추가 성능을 제공하기 위해 SDB(Smart Diffusion Break) 격리 구조를 갖춘 FinFET, Intel COAG의 XNUMX세대 유연한 접점 설정(삼성 기술과 유사), Contacts on Active 등 원래 프로세스에 여러 가지 새로운 모듈을 추가한 것으로 알려졌습니다. Gate) 저전력 핀 장치용.  
  삼성에 따르면 5LPE는 7LPP와 대부분 호환되므로 5LPE 설계는 원래 프로세스용으로 설계된 IP 중 최소한 일부를 재사용할 수 있어 비용을 절감하고 출시 기간을 단축할 수 있습니다. 하지만 SDB 등 장점을 최대한 활용할 수 있는 IP에 대해서는 재설계를 권장한다.  
  아울러 삼성전자 파운드리장 대표는 5세대 4나노와 XNUMX세대 XNUMX나노 제품의 ​​설계를 완료했다고 밝혔다.  
  고객 측면에서 삼성전자는 2020년 파운드리 생산능력의 60%를 내부 용도로 사용할 예정이며, 주로 스마트폰용 엑시노스 칩을 생산할 예정이다. 나머지 용량은 Qualcomm(20%)을 포함한 고객에게 배포되고 나머지 20%는 Nvidia, IBM, Intel이 공유합니다. 삼성이 7년 5nm, 2021nm 및 기타 공정의 생산 능력을 늘리면 자체 사용 비율이 50%까지 감소하여 고객 요구를 더욱 만족시킬 것입니다.  
  아울러 삼성전자는 5나노와 3나노 공정을 중심으로 한국과 미국에 신규 웨이퍼 파운드리 건설에도 적극 투자하고 있다.


인텔   


이번 주에 인텔은 주로 미래의 파운드리 사업을 위해 미국 애리조나주에 12개의 새로운 XNUMX인치 팹을 건설하기 시작할 예정입니다.  
  Intel의 새로운 CEO가 임명되면서 특히 미국에서 대규모 팹 확장에 대한 회사의 열정이 불붙었습니다. 파운드리 사업을 본격적으로 발전시키길 원하기 때문에 애리조나주에 20억 달러를 투자하기로 결정했습니다. 2024년에 애리조나에 두 개의 새로운 팹이 생산에 투입될 예정입니다. 새로운 팹은 첨단 공정 기술을 사용할 것입니다. 추가 공장은 회사의 Ocotillo 캠퍼스(애리조나주 챈들러)에 위치하게 되며, 이로 인해 현지 공장 수가 XNUMX개에서 XNUMX개로 늘어납니다.  
  또한 인텔은 유럽에 새로운 팹을 건설하고 여러 EU 회원국에 동시에 투자하기 위해 20억 달러를 투자할 계획을 발표했습니다. 회사는 EU로부터 더 많은 자금과 정책 지원을 받기를 희망하며, 또한 EU가 4개의 팹 건설을 위해 완벽한 주변 인프라와 XNUMX제곱킬로미터 이상의 면적을 갖춘 토지를 제공할 수 있기를 희망한다고 밝혔습니다. 인텔은 뮌헨 인근에 팹을 건설할 가능성을 놓고 독일 바이에른주와 협상을 진행 중이다. 바이에른주에서는 뮌헨 서부 펜싱-란더스베르크(Pensing-Landersberg)에 버려진 공군기지를 공장 건설 후보지로 제안했다.  
  이러한 조치는 모두 파운드리 사업을 발전시키기 위한 것입니다.  
  초기에는 IDM에 여유 용량이 있을 때 외부 세계에 파운드리 서비스를 제공했지만 최근에는 용량 수요가 크게 증가하고 혁신적인 애플리케이션, 칩 및 프로세스의 출현으로 기존 IDM 용량이 아웃소싱 서비스는 시장 수요를 거의 충족하지 못하고, 전문 파운드리 서비스가 시장에서 점점 더 두각을 나타내고 있으며, 이는 인텔이 파운드리 산업에 대대적인 공격을 가하기로 결심한 근본적인 이유입니다. 실제로 이 회사는 몇 년 전부터 파운드리 사업에 진출했지만 관심과 투자가 부족해 시장 경쟁력이 거의 없었다. 올해 IDM 2.0 출시는 파운드리 사업을 발전시키겠다는 회사의 의지를 반영한 ​​것이다.


맺음말   


웨이퍼 파운드리의 불황은 여전히 ​​이어지고 있고, 글로벌 웨이퍼 팹 건설도 본격화되고 있다. 반도체 산업은 역사상 보기 드문 광란의 사이클에 들어섰습니다. 업계 사람들은 그것을 즐깁니다.





면책 조항: 이 기사는 "반도체 산업 관찰"에서 복제되었습니다. 이 글은 저자의 개인적인 의견일 뿐 삭마이크로와 업계의 의견이 아니며, 전재 및 공유, 지원에 한해 지적 재산권 보호를 위해 전재할 경우 원본 출처와 작성자를 명시해 주시기 바랍니다. 침해가 있는 경우 당사에 연락하여 삭제하시기 바랍니다.

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