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[시장분석] 반도체산업의 특성과 시장환경

김성일 기자l승인2016.11.21l수정2016.11.21 07:31

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김성일 기자  datanews@nate.com

반도체는 모든 IT제품의 필수불가결한 핵심 부품으로서, 컴퓨터를 비롯해 통신장비 및 통신시스템, 자동차, 디지털 가전제품, 산업기계 그리고 컨트롤 시스템 등 그 적용 분야가 매우 광범위 하다.

시장 조사기관인 가트너(Gartner, 2016년 9월, 금액기준)에 따르면, 지난 2015년도 세계 반도체 시장규모는 US$3,348억에 이르렀으며, 이중 메모리 제품은 US$793억의 시장규모를 기록하며 전체 반도체 시장의 약 24% 수준에 달하였다.

또한 메모리 반도체 시장에서 가장 큰 비중을 차지하는 DRAM은 지난 2015년 US$446억을 기록하며 전체 메모리 시장의 약 56%를 차지하였고, 그 뒤를 이어 낸드플래시가 US$308억으로 39%, 노어플래시가 US$19억으로 2%를 차지하였다. 

메모리 반도체는 정보를 저장하고 기억하는 기능을 하는 메모리 반도체는 일반적으로 '휘발성(Volatile)' 과 '비휘발성(Non-volatile)'으로 분류된다. 휘발성 메모리 제품은 전원이 끊어지면 정보가 지워지는 반면, 비휘발성 제품은 휴대전화에 전화번호가 저장되는 것처럼 전원이 끊겨도 저장된 정보가 계속 남아 있다.

메모리 반도체 산업은 제품 설계 기술, 공정 미세화 및 투자효율성 제고에 의한 원가 경쟁력 확보가 매우 중요한 산업으로서 기술력 및 원가경쟁력을 갖춘 소수의 IDM(Integrated Device Manufacturer)업체 중심으로 점차 과점화되고 있는 추세이다.

DRAM(Dynamic Random Access Memory)은 전원이 켜져 있는 동안에만 정보가 저장되는 휘발성(Volatile) 메모리로 주로 컴퓨터의 메인 메모리(Main Memory), 동영상 및 3D 게임 구현을 위한 그래픽 메모리(Graphics Memory)로 사용되고 있으며, 가전제품의 디지털화에 따라 스마트 TV, 스마트 냉장고 그리고 프린터 등에도 사용이 확대되고 있다.

또한 각종 이동통신 기기의 폭발적 성장에 따라 스마트폰 및 태블릿 PC 등에도 모바일용 DRAM의 채용량이 급증하고 있다.플래시메모리(Flash Memory)는 전원이 공급되지 않아도 저장된 데이터가 지워지지 않는 비휘발성 메모리로 크게 노어(NOR)형(Code저장형)과 낸드(NAND)형(Data저장형)으로 나눌 수 있다.

이중 낸드플래시는 순차적(Sequential) 정보 접근이 가능한 비휘발성 메모리 칩으로서, 디지털 비디오나 디지털 사진과 같은 대용량 정보를 저장하는데 매우 적합하다.

낸드플래시 제품이 적용되는 분야는 디지털 카메라, USB드라이브, MP3플레이어, 차량용 네비게이션, SSD(Solid State Drive), Flash Array 그리고 스마트폰, 태블릿 PC와 같은 모바일 기기 등이다.

한편, 최근 플래시 메모리는 일반적인 범용 메모리 보다는 고객지향적인 제품의 수요가 늘어나고 있어 이런 추세에 부합하는 적극적인 응용 제품개발 및 철저한 고객대응의 중요성이 커지고 있다.

비메모리 반도체는 정보 처리를 목적으로 제작되는 반도체로 특성에 따라, 아날로그, 로직, 마이크로, 디스크리트, 센서로 분리가 되며, CIS(CMOS Image Sensor)는 계산과 추론 등 정보처리기능을 담당하는 비메모리 반도체 중에서도, 이미지 센서는 빛 에너지를 감지하여 그 세기의 정도를 영상 데이터로 변환해 주는 반도체 소자로서 디지털 촬영 기기에서 필름 역할을 하고 있다.

이미지센서는 제조 과정과 신호를 읽는 방법에 따라 CCD(Charge Coupled Device)와 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 두 가지 타입으로 나뉜다.

최근 CMOS 이미지센서의 기술이 크게 향상되고 디지털 촬영기기가 소형화됨에 따라, 크기가 작고 전력 소모가 적은 CMOS 이미지 센서의 활용 범위가 점차 확대되고 있으며, 특히, CIS의 사용 분야 중 스마트폰과 태블릿 PC향의 출하량과 매출 비중이 각각 50%를 넘어 고성장 추세 이다. 

반도체 산업을 둘러싼 환경은 디지털 기기가 모바일化, 스마트化되고 자동차, 의료기기, 산업기기 등이 인터넷을 기반으로 발전함에 따라 우호적인 시장 여건이 지속되고 있다.

2014년 전체 반도체는 8.6%, 메모리 반도체 분야는 16.7%의 높은 성장을 기록하여 2013년에 이어 2년 연속 최대 매출을 보였다.

2015년은 주요 전자 장비의 수요 감소와 일부 지역에서 지속되고 있는 달러화 강세 및 재고량의 증가로 반도체 시장 성장이 다소 정체되는 모습(전체 반도체는 -2.3%, 메모리 반도체 분야는 -1.3%)이였으나, 2016년 이후 다시 성장세를 이어 갈 것으로 예상하고 있다(Gartner, 2016년 9월, 금액기준).

메모리 반도체 시장의 생산(공급) 측면은 점진적 둔화가 예상된다. 공정 미세화 기술은 한계에 다다르고 있으며, 생산 및 연구 개발을 위한 투자 비용이 급증하고 있는 반면, 고객들의 요구 성능과 품질 수준은 더욱 다양화, 고도화되고 있다.

이에 기존과 같은 외형 경쟁을 위한 무리한 공급 확대는 제한적일 것으로 전망됨에 따라, 향후 메모리 반도체 산업은 안정적 수요와 제한적인 공급으로 인해 메모리 시장 성장의 기회가 더욱 증대할 것으로 예상된다.

시장 조사기관인 가트너(Gartner, 2016년 9월, 금액기준)에 따르면, DRAM 시장은 세계 경제의 점진적 회복 및 모바일 시장 확대, 수급 안정 등의 요인으로 2013년 $349억(+33%), 2014년 $461억(+32%)의 큰 폭의 매출 성장을 기록하였다.

2015년에는 과잉공급으로 인한 평균 판매 가격(ASP: Average Selling Price) 하락으로, 전년 대비 소폭 감소한 $446억(-3.3%)의 매출을 기록하였다.

분야별로 살펴 보면, PC 시장은 경기 침체로 인한 저성장 기조가 유지되어 DRAM 수요를 견인하는데 어려움을 겪고 있으나, 개인용 컴퓨터의 이동성(Mobility)에 대한 요구가 증가함에 따라 울트라북 등 노트북 컴퓨터로의 교체 및 신규 수요가 확대될 전망이다.

한편, 수요가 폭발적으로 증가하고 있는 모바일 기기는 DRAM 수요를 견인하는 주요 분야로서, 스마트폰과 태블릿 PC에서 채용하는 DRAM 용량은 2015년 각각 1.6GB와 1.6GB에서 2020년에는 4.7GB와 3.1GB으로 증가될 것(Gartner, 2016년 9월)으로 예상된다.

또한, 고화질 콘텐츠 유통 증가와 주요 게임 콘솔의 출시에 따라 이를 빠르게 처리할 수 있는 그래픽 메모리의 수요도 증가할 전망이다. 상기와 같이 디지털 기기의 증가에 따른 DRAM 수요 증가뿐만 아니라,

대용량 콘텐츠 처리를 위한 기기당 탑재량 증가에 따라 DRAM 수요는 앞으로도 지속 증가할 것으로 예상된다.낸드플래시(NAND Flash)는 디지털 미디어의 성장과 더불어 스마트폰, 태블릿 PC, 디지털 카메라, MP3 플레이어 그리고 기타 멀티미디어 가전에 사용되는 플래시카드와 USB 드라이브, SSD와 같은 정보저장장치(Storage Devices)등에 널리 사용되고 있다.

가트너(Gartner, 2016년 9월, 금액기준)의 전망에 따르면 낸드플래시 시장은, 모바일 및 SSD 등 스토리지 분야 적용 확대를 통해 2014년 3.1%($298억), 2015년 3.5%($308억)의 꾸준한 성장을 이어가고 있다.

이는 스마트폰, 태블릿 PC을 포함한 휴대용 기기 및 PC용 SSD, 기타 응용복합 제품 등 향후 낸드플래시의 수요를 견인할 제품 시장의 지속적 성장 전망에 기반한 것이다.

향후에는 Cloud Computing 및 IoT 시대가 전개되며 Data Center의 Storage 용량 확대와 실시간 정보처리의 필요성이 높아질 것이며, 이에 따라 Enterprise용 SSD가 일부 HDD를 대체하고 NAND 시장은 또 다른 도약을 할 수 있을 것으로 예상된다.

이미지센서(CMOS Image Sensor)는 1990년대 중반 디지털 카메라에 장착되어 일반 소비자에게 선보인 이후 PC 카메라, 자동차 블랙박스, 휴대폰카메라, 감시카메라 등 다양한 분야에 활용되어 시장 규모도 크게 증가하는 추세이다.

특히 스마트폰, 태블릿 PC의 카메라 시장의 수요 증가로 시장이 지속 성장할 것으로 보인다.

가트너(Gartner, 2016년 9월, 금액기준)의 전망에 따르면 이미지센서 시장은 2015년 US$106억에서 2020년 US$139억 규모로 연평균 5.7%의 성장이 예상되며, 특히 CMOS이미지센서 시장은 다양한 응용기기로의 확대 적용과 수요 증가로 전체 이미지 센서 시장에서의 비중이 2015년 92%에서 2020년 98%까지 확대되며 연평균 7.1%의 성장이 전망된다.

세계 반도체 시장은 제품 수명 주기가 매우 짧으며, 새로운 제품의 생산을 위해서는 대규모 투자가 필요한 장치 산업의 특성을 가지고 있다. 아울러, 과거에는 실리콘 사이클의 순환에 따라 호황과 불황을 반복해 왔으며, 이는 주요 수요처인 미구주의 거시경제 순환 사이클(Business Cycle)과의 연관성이 매우 컸다.

그러나 최근에는 중국 및 인도 등 신흥시장의 비중이 확대되고 경쟁력이 부족한 업체들이 일부 구조조정 되어 반도체 산업 경기 변동 폭은 전과 비교하여 많이 줄었다. 

반도체 사업의 핵심 경쟁력은 1. 기술 및 원가 경쟁력, 2. 시장 대응 능력(고객확보, 제품 포트폴리오) 3. 설비투자 능력 등이 있다. 

최근 대량생산이 용이한 표준제품 위주에서 응용분야가 점차 다양화, 융복합화 됨에 따라 시설투자와 생산성 향상을 통한 원가경쟁력 중심에서 제품 가치 증대를 통한 수익성 중심으로 경쟁의 패러다임이 빠르게 전환되고 있다. 

지금까지는 적극적 투자에 의한 생산능력 확대와 생산원가 절감이 핵심 경쟁 요소 였지만, 공정 미세화의 난이도 증가와 투자 대비 수익에 대한 불확실성 증대 등 사업환경이 변화하였다.

따라서, 앞으로는 생산기술의 고도화를 통한 투자 절감과 제품의 부가가치 증대를 위해 다양한 선행기술 및 응용기술 개발, 메모리 컨트롤러와 펌웨어가 결합된 응용복합제품의 개발이 중요한 사업 경쟁력이 될 것이다.

아울러 DRAM분야에서의 TSV(Through Silicon Via) 및 New Memory의 원활한 초기시장진입과 eMMC나 SSD 제품의 시장확대를 위해서는 관련 기술업체와의 협업과 더불어 고객 만족도가 중요해짐에 따라 마케팅 및 고객 지원 활동도 핵심 경쟁 요소로 부각되고 있다. 

이외에도 적기에 시장요구에 부합하는 제품을 출시(Time to Market)할 수 있는 시장 대응력 및 재무 건전성 확보 등이 요구되고 있다.

 

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