반도체 파운드리와 OSAT 업계 동향

기사입력 2017.01.05 15:46
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반도체 파운드리와 OSAT 업계 동향

 


1. 첨단 로직/파운드리와 AP


● 10㎚ 세대로 이행(2017년 양산)


  첨단 로직/파운드리 분야에 있어서 최첨단 프로세스는 2016년 말부터 2017년에 걸쳐서 10㎚ 세대로 이행한다. 인텔과 TSMC, 삼성전자 "반도체 빅3"가 설비투자를 본격적으로 하고 있으나 파운드리 사업을 전개하고 있는 TSMC와 삼성의 수주경쟁에서 "대만 유리"가 전개 되고 있는 것 같다. 한국과 대만 2개사의 움직임을 중심으로 최신 동향을 추적해 본다.


  연말부터 양산이 일부 시작되는 10㎚는 스마트폰을 중심으로 모바일용 AP가 수요의 중추를 담당한다. 주요 고객으로서는 애플이나 화웨이 산하에 High Silicon, Qualcomm, MediaTek 등이 나오고 있다. 2017년 10㎚ 수요의 절반 가까이 담당할 것으로 보고 있는 애플은 계속해서 TSMC로 위탁을 하려는 것 같다. 2016년 9월에 발매된 아이폰7의 "A10"부터 패키지 구조를 FOWLP로 교체하고 있어서 TSMC의 InFO 기술이 채용된다고 한다. 2017년의 "All" 프로세스는 10㎚로 미세화되는 것으로 InFO 구조를 계속 채택할 예상이며 TSMC는 웨이퍼 프로세스 ~ 패키지의 full tunkey로 애플에서 수주를 얻게 된다. TSMC는 애플에서 전량 수주나 MediaTek에서의 수요 확대를 받아서 2017년에는 10㎚의 시장 점유율을 70% 이상 획득할 것으로 언급되고 있어 10㎚ 투자를 적극적으로 진행하고 있다. 2016년 설비투자 금액은 현재 95억불로 예정하고 있고 대부분을 10㎚ 설립에 투자한다. 대중의 Fab15 Phase 5/6이 주력 공장으로 자리잡고 있고 2017년 1분기까지 월 6만~6.5만장의 생산라인을 구축할 예정으로 TSMC에 의하면 연말부터 양산을 개시하여 2017년 1분기부터 초기 웨이퍼 출하를 개시한다고 한다.


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  한편 경쟁하는 삼성전자의 10㎚ 투자는 미진하다. 2016년 상반기에 반도체 제조장비 업체에 TSMC가 대형 발주를 한데 반해서 삼성에서는 발주는 거의 없었다고 한다. 삼성 기흥의 Si 라인과 텍사스 Austin 공장에 월 1.5만장 정도의 10㎚ 능력만 보유하고 있어서 현재로서는 적극적인 라인 구축 상황은 없다.


  이런 상황에서 동향이 주목되고 있는 것이 미국 Qualcomm이다. 과거 AP 생산의 많은 것을 TSMC에 위탁하여 왔으나 20㎚를 채용한 "Snap Dragon810"을 마지막으로 고가 제품의 위탁 생산을 삼성으로 교체하였다. 14㎚를 채용한 "820"도 삼성에 전면 위탁하고 그 대신 동 칩을 갤럭시 시리즈에 채용하도록 하였다. 이 때문에 위탁선을 교체하였다고 보고 있는 것이다. 10㎚를 채용하는 830을 삼성에 계속 위탁할 것으로 보고 있으나 요즘에 와서는 TSMC로 다시 위탁선을 바꿀 가능성도 나오고 있다. 삼성은 TSMC에 비해서 10㎚, 수율 개선에 고전하고 있는 것으로 보여서 Qualcomm은 Multi source화를 포함하여 "820"과는 다른 전략을 구축할 가능성도 있다.


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  삼성은 Qualcomm의 수주 로스도 고려하고 있으며 년초에 투입 예정인 "갤럭시 S8"에는 자사의 AP인 Exynos 프로세서의 비율을 증가시킬 것도 검토하고 있는 것 같다. 동시에 TSMC로의 재 위탁선이 된다면 향후 패키지 전략에도 영향을 미칠 것 같다. TSMC는 현재 InFO의 고객 수 확대에 노력하고 있는 것으로 알려지고 있고 Qualcomm도 그 대상에 들어가고 있으나 아직까지 Qualcomm은 고가 AP에 FOWLP를 채용할 계획을 갖고 있지 않다. 820부터는 일본 신광전기공업(Shinko Electrics)이 개발하여 OSAT로 라이센스를 주고 있는 패키지 기술 "MCeP(Molded Core embedded Package)"를 채용하고 있어 830도 제2세대의 MCeP(핵심화) 기술에 의한 패키지 구조를 전제로 하고 있다. 지금까지는 웨이퍼 프로세스를 삼성전자가 다루고 있는 관계상 FOWLP를 손을 댈 수 없는 존재였으나 이 상황이 없어지면 단번에 국면이 변화할 수도 있을 것 같다.

 

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2. 특수(Speciality) 파운드리 능력 증설

 

● 8인치 능력 증설

 

  첨단 CMOS 프로세스와는 거리를 두고 아날로그나 파워 IC, RF 등의 특색 있는 프로세스를 무기로 사업을 전개하는 특수 파운드리가 IDM의 Fab light화나 팹리스(Fabless) 기업의 증가로 최근 수년간 시장이 확대되어 왔으며 최근 주요 각사의 동향을 보면 능력 증설에 대한 기업, 공장 매수에 대한 의욕이 어느때 보다도 왕성하다. 일본계 업체에서도 도시바가 System LSI 사업을 분사화시켜 신규 회사를 설립하여 신규 참여를 도모할 움직임을 보이고 있어서 일본 반도체 공장의 "Renovation"이라는 의미에서 향후 이것을 따르는 움직임도 나오고 있다.


  특수 파운드리는 프로세스 룰에서는 비교적 성숙한 제조 세대를 사용하고 웨이퍼 구경도 6, 8인치가 주류이다. 제조를 수탁하는 디바이스의 많은 분야가 아날로그나 파워 Discrete 등으로 첨단 프로세스인 300㎜ 웨이퍼를 필요로 하지 않고 첨단 프로세스를 중심으로 전개하는 TSMC와 같은 대기업 파운드리 업체와는 완전히 다른 별개의 사업 모델을 지향하고 있다. 이 때문에 능력 증설도 투자 부담을 억제할 수 있기 때문에 신규 공장 없이 기존 공장의 취득이나 기업 매수에 의존하는 경우가 많다. 특수 파운드리 각사의 주 전장이 되고 있는 8인치는 세계적으로 보면 수요가 증가하고 있다. 전원관리용도인 PMIC(Power Management IC)를 필두로 센서 디바이스 등으로 구성되고 있는 IoT 디바이스에서 많은 것이 8인치로 제조되고 있는 것이 많기 때문이다.


  SEMI 통계에 의하면 세계 전체 8인치 능력은 2006년 이후 감소를 계속하다가 2015년 시점부에서 500만장 규모까지 축소하였으나 향후 수요가 증가함에 따라서 2019년에는 이것이 2006년과 비슷한 동 540만장 까지 증가할 것으로 예측하고 있다. 이러한 배경으로 특수 파운드리 각사도 8인치 능력 증설에 적극적이다. 


  동 업계에서 최대 기업인 Tower Jazz도 2016년초 미국 MAXIM의 8인치 라인(싼안토니오에 있는)을 취득하여 8인치 능력을 월 2.8만장으로 추가하였다. 또한 동사는 일본에서 Panasonic과의 JV로 TPSCO(TowerJazz Panasonic Semiconductor Co., Ltd.)를 설립하여 일본의 어진, 신정, 난파의 북부지역 3개 공장을 보유하고 있다. Panasonic이 갖고 있는 제조기술력과 Tower Jazz의 강점인 글로벌 판매 마케팅력에 의해 해외 고객부터 점차적인 수탁 수주를 획득하여 2016년 3분기에 웨이퍼 출하 매수는 사업개시 시기인 2014년 4월과 비교하여 2.3배로 될 것으로 예상된다.


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  독일의 X-Fab도 8인치 능력 증대에 의욕을 보이고 있다. 2016년 전체로 1억불의 설비투자를 계획하고 있고 말레이시아 공장의 8인치 능력을 종래 월 2만장에서 20% 증설한 2.4만장으로 증대하고 최근에 새롭게 프랑스 Altice Semiconductor 8인치 공장도 취득하였다. 동 공장은 월 3.5만장의 능력을 보유하고 있어서 Altice의 자산 취득에 의해서 8인치 능력을 대폭 확대하는데 성공하였다.

해외업체를 중심으로 발전한 특수 파운드리 업계이지만 일본 기업 간에서도 새로운 움직임이 나오고 있다. 도시바가 이와테를 거점으로 한 신규 회사 "Japan Semiconductor"를 설립하여 아날로그 의 수탁을 30%까지 높일 목표를 세우고 있다. 능력 증설에 관해서도 라인의 최적화로 20%정도 증대시키는 것 외에 남는 공간 등을 활용하여 중장기적으로 2배로 확대할 구상을 하고 있다.


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  일본 반도체 공장에서는 Panasonic과 Tower Jazz라는 해외 자본을 도입하는 것과 같이 Japan Semiconductor도 외부 자본의 도입을 적극적으로 검토하고 있어 향후 전개에 주목할 필요가 있다.

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