후공정에주목하는이유

●후공정에 주목하는 이유


1. 시스템 반도체 성장이 이끄는 반도체 사이클
2. 미국을 중심으로 하는 글로벌 공급망 다변화 투자
3 전공정의 기술 발전 제한 및 비용 증가로 후공정 중요성 증가
4. DDR5 침투율 확대 수혜

지난 반도체 업황의 사이클을 분석해보면 사이클의 저점은 공급 사이클에서 확인되었지만 사이클의 기간과 진폭은 결국 수요 사이클에서 확인되었다는 것을 알 수 있습니다. 삼성전자와 SK하이닉스의 주가 흐름을 분석해보면 사이클의 하락은 매크로의 수요 둔화로 인해 나타났습니다. 그러면서 주가의 바닥은 매크로의 불확실성이 가장 극대화 되는 시점에 형성되고, 반도체 업종 전반적으로 본격적인 상승세는 공급이 축소될 것에 확신이 생기는 시점에 시작되었습니다.

2008~2009년, 2011~2012년, 2015~2016년, 2018~2019년 4번의 사이클에서 반도체 저점을 경험했습니다. 최근인 2018~2019년의 경우를 제외하고는 모두 강한 수요의 성장을 경험하면서 반도체 빅사이클이 시작되었습니다. 2008년과 2011년은 스마트폰 성장이 시작되던 시기였고, 2016년은 서버 시장 성장이 시작되던 시기였습니다. 2018년은 미중분쟁의 불확실성 장기화와 서버 수요 피크아웃이란 수요 둔화 사이클로 하락했지만, 1월에 일본 지진과 3월 마이크론 감산 발표를 통해 반등에 성공했지만 반등 정도는 크지 않았습니다. 그러다 코로나를 겪으면서 IT 교체수요가 발생하면서 빅 사이클을 경험했습니다. 이번 사이클이 앞선 어떤 사이클을 경험할지는 앞으로의 수요 성장 요인이 무엇인지가 중요할 것입니다. 

올해 DRAM의 수요 전망 비중을 살펴보면 서버가 42%, 모바일이 29%, 그래픽이 11%, PC가 8% 정도 차지할 것으로 전망합니다. PC와 모바일이 성장 둔화가 지속되는 상황에서 서버와 그래픽 시장도 성장 둔화가 예상되는 상황입니다. 자동차 시장이 높은 성장세를 기록하고 있지만 여전히 비중은 3%에 불과하며, 최근 성장에 주목하고 있는 AI, 로봇, XR과 같은 산업은 메모리 반도체 수요를 견인하기에는 아직은 이를 것입니다.

오히려 자동차, AI 등의 산업은 메모리보다는 시스템 반도체의 수요를 더욱 빨리 회복시킬 것으로 전망되기 때문에 이번 반도체 사이클의 핵심은 시스템 반도체가 될 것으로 전망합니다. 

[미국을 중심으로 하는 글로벌 공급망 다변화 투자]

2015년 중국은 제조 2025를 선포하면서 2025년까지 반도체 자급률 70%를 달성하겠다고 발표하는 등 반도체 굴기를 목표로 했습니다. 위기를 느낀 미국은 2020년 화웨이 제재안을 발표했고, 2021년 CHIPS법을 통과시키면서 칩4 동맹을 바탕으로 반도체의 주도권을 본토로 가져오겠다는 방향성을 보여줬습니다. 

미국은 2017년부터 DARPA 예산이 급증하는데, DARPA는 미국 고등연구계획국으로 트럼프 정부가 들어서면서 예산이 급증하기 시작했고, 올해는 반도체 패키징 분야에 예산이 급증하였습니다. 미국은 글로벌 반도체 점유율을 50% 이상 차지하고 있지만 대부분 설계 분야에 치우쳐 있어 중국을 배제하기 위한 방법으로 파운드리 생산 시설을 본토로 유치하면서 후공정 분야에 기술개발을 고도화하려는 것입니다. 

대만은 중국으로부터 군사적 압박이 늘어나는 상황에서 살아남기 위한 유일한 조건이 비메모리 경쟁력을 강화시키는 것입니다. 미국의 도움을 받기 위해서는 미국이 필요한 비메모리 생산능력에서 대체불가능한 능력을 보여줘야 하기에 미국과 투자 방향성이 일치하고 있습니다. 한국은 삼성 그룹이 차세대 성장산업인 로봇, AI 등을 육성하기 위해 그동안 약점이었던 파운드리와 후공정 분야에 투자를 증가시킴과 동시에 대만과의 격차를 줄이면서 미국의 도움을 받기 위한 투자를 후공정 쪽에 더욱 집중하고 있습니다. 

이외에도 동아시아에 집중되어 있는 반도체 생산시설을 최근 일본, 독일 등 다변화시키는 것이 중국을 배제하는 중요한 전략이 되고 있습니다. 생산시설을 다변화시키는 것은 그만큼 후공정 분야에 대한 중복투자가 늘어나는 것을 의미하며, 관련된 장비의 투자 수요도 늘어날 것입니다. 

[후공정 기술 트렌드]

전공정에서 기술 발전은 집적도의 상승을 통한 원가절감의 기술이었는데, 이제 원가절감의 기술이 EUV 경쟁으로 들어가면서 EUV 장비 1대당 2천억에서 다음 세대에는 3천억 이상으로 증가함에 따라 기술 발전의 한계에 직면하게 되었습니다. 여기에 AI의 발전으로 고성능 컴퓨팅 칩의 필요성이 높아지며 칩 사이즈는 커지게 되고 수율을 악화시키게 되었습니다. 이를 해결하기 위해 서로 다른 공정에서 만들어진 여러 칩을 패키징으로 연결하는 칩렛 구조가 등장하였고, CoWoS, EMIB 등 어드밴스드 패키징 기술이 발전하게 되었습니다. 

어드밴스드 패키징은 기존 스마트폰과 서버 시장에서 AI, 로봇 등 시장의 성장으로 연평균 23% 성장을 전망하여 2022년 전체 패키징 시장에서 30% 이하의 비중이었던게 2028년에는 77%의 비중을 차지할 것으로 전망합니다. 2021년은 TSMC, ASE, AmKor, JCET 등 중화권 업체들 위주로 투자가 진행되었지만 2022년부터는 인텔, 삼성전자 등 IDM 업체들도 투자를 가속화하고 있습니다. 

어드밴스드 패키징 기술에서 핵심은 TSMC의 CoWoS인데, 기판 위에 실리콘 인터포저가 위치하고 그 위에 여러 메모리와 로직 반도체를 한번에 연결하는 패키징 방식입니다. 애플의 M1 칩이 CoWoS 패키징을 사용했고, DigiTimes에 따르면 지난 2주 동안 CoWoS 패키징 제품에 대한 수요가 크게 증가했다고 하는데, 최근 엔비디아, AMD, 자일링스, 브로드컴 모두 TSMC에 CoWoS를 주문하면서 TSMC의 CoWoS 생산 라인이 최대 용량으로 가동 중이라는 소식이 들려오고 있습니다. 반도체 산업이 초과공급을 심하게 겪고 있는 상황에서 CoWoS 패키징은 공급 부족을 겪고 있다는 것이고, 시장에서는 삼성전자가 진행 중인 H-큐브로 낙수효과가 이어지지 않을까 하는 기대를 하고 있습니다. 

[DDR5 확대와 후공정]

DDR5 전환이 본격화 될수록 후공정에 대한 관심이 높아질 것으로 전망합니다. PC용 DDR5는 이미 2022년 양산이 본격화되어 2023년 1분기 기준으로 18%의 비중을 차지하고 있습니다. 서버용 DDR5는 인텔의 사파이어 래피즈가 1분기에 출시되었지만 아직 10% 이하의 비중을 차지하고 있는 것으로 파악하여, DRAM 전체에서 DDR5의 비중은 6% 정도 수준일 것으로 파악합니다. 하지만 하반기부터는 AI용 서버 개발로 인해 DDR5의 채용 속도가 빨라질 것으로 예상하며, 연말에는 12% 수준까지 확대될 것으로 전망합니다. DRAM 재고 중에서 DDR5의 비중은 10% 이하로 추정되어 고용량 제품의 수급은 빠르게 개선될 것으로 전망합니다. 이미 16GB DDR5의 현물가는 4월 저점 이후 8% 정도 반등한 것으로 파악됩니다.

공급사의 DDR5 확대는 후공정 업체들의 가격에 긍정적으로 전망합니다. DDR5는 DDR4에 비해 Net 다이 갯수가 감소하겠지만 스펙 상승으로 인한 기본 가격이 상승하고 실장 부품수 증가에 따른 모듈 단가 상승을 기대할 수 있어 마진 상승에 유리할 것으로 전망합니다.