패키징 레벨에서 중국 메모리 반도체를 조망하다.
2019년 12월 이후, 코로나로 인해 발길을 끊었던 중국 출장을 3년 반 만에 다녀왔다. 3년이 넘는 시간 동안 화상 회의만으로 소통하던 에이젼트들과 비로소 얼굴을 맞대고 회포를 풀 수 있었다. 너무 오랜만의 방문이라 어색할 것이라는 우려와는 달리 오랜 친구를 만난 듯 금세 익숙해졌다. 각지의 에이전트들과 함께 여러 고객사들을 돌아보며 신규 제품을 프로모션 하고 시황을 업데이트할 수 있었다. 전략 제품을 프로모션 하기 위해 출장 기간 중, 중국 메모리 반도체 OSAT 업체들을 위주로 방문했다.
코로나 전만 해도 개인적으로는 중국 메모리 반도체의 패키징 기술의 수준이 우리나라 업체들에 미치지 못한다고 생각했다. 코로나 기간 중, 고객사들과 화상회의를 위주로 기술 교류가 이루어졌고 언론을 통해 공개되는 제한적인 정보로만 업체 현황을 간접적으로 파악하다 보니 기존에 가졌던 생각에 큰 변화가 없었다. 그러나 이번 출장으로 2019년 말에 멈춰져 있던 중국 메모리 패키징 기술에 대한 인식을 새롭게 할 수 있었다.
기술 미팅 중, 중국 엔지니어들과 나눈 대화와 양산 시설의 구축 현황을 기반으로 가늠하건대 중국 OSAT의 메모리 반도체 패키징 기술은 이미 국내 OSAT들과 어깨를 나란히 하고 있다. 여기에는 마이크론, SK hynix 등 선진 업체에서 이직한 엔지니어들의 경험이 큰 역할을 한 것으로 생각된다. 미팅 전 한국에서 왔다는 말에 여러 엔지니어들이 한국 업체에서 일했던 이력을 얘기하며 반가워했다. 선진 업체에서 오랫동안 축적된 패키징 기술과 경험이 그들만의 네트워크를 통해 공유되며 패키징 기술의 자립에 힘을 보탰다. 물론 패키징 기술 확보를 위한 인력, 설비에 대한 자금 지원 뒤에는 중국 정부가 있음은 자명한 사실이다.
현재 중국 OSAT업체들의 양산 능력과 패키징 개발력으로 봤을 때, 적어도 Conventional 패키지에 대해서는 다른 나라의 OSAT업체들과 기술적 차이를 느낄 수 없었다. 물론 중국 메모리 업체들이 생산하지 못하는 HBM(High Bandwidth Memory)와 같은 고성능 메모리에 대한 패키징 기술은 보유하고 있지 않다. 하지만 삼성전자와 SK hynix의 HBM은 자체적으로 패키징하고 있기 때문에 국내 OSAT 또한 HBM 패키징을 위한 장비와 기술이 전무하기 때문에 HBM은 논외로 했으면 한다. 한때 메모리 반도체에 대한 패키징 기술이 부족하여 패키징 위탁을 위해 외국계 OSAT의 문을 두드리던 중국 메모리 반도체 업체들의 모습은 이제 먼 옛이야기가 됐다.
출장 기간 중, 중장기적으로 메모리 반도체에 대한 중국 Local OSAT의 패키징 물량이 급격히 증가할 것이라는 얘기를 여러 업체들을 통해 전해 들었다. 다른 글에서 설명했듯이 현재 중국 대부분의 OSAT업체들은 낮은 가동률로 힘겨워하고 있다. 아직 공급망 곳곳에 쌓인 반도체 재고의 소진이 지지부진하고 실물 경기의 침체까지 겹치면서 시스템 반도체에 대한 수요가 줄어들었기 때문이다. 중국 Big 3 OSAT인 JCET, TFME, TSHT의 시스템 반도체 생산라인 또한 50% 이하의 가동률을 보이고 있다. 다만 Big3가 보유한 메모리 패키징 전용 라인과 중국 메모리 반도체 전문 OSAT의 생산라인 가동률은 100%에 육박하고 있다. 이어지는 글은 최근 중국 메모리 반도체 OSAT의 가동률이 고공행진하는 것에 대한 인과 관계를 파악해 나가는 여정에 대한 내용이다. 지금부터 언급되는 내용의 상당 부분이 가정과 추정을 기반으로 하고 있기 때문에 재미 삼아 읽어주길 바란다.
메모리 반도체 산업은 삼성전자 & SK hynix & 마이크론과 같이 직접 Wafer를 생산하는 업체와 더불어 이들로부터 Wafer & 반도체 칩을 구입하여 독자적인 메모리 스토리지 사업을 영위하는 업체들로 구성되어 있다. 이런 업체들을 독립 메모리 스토리지 업체라고 칭하며 대표적인 업체로는 미국의 Kingston Technology가 있다. 2021년 DRAM 모듈 판매액만 142.6억 달러(16.7조 원, 2021)에 달하며 저장형 메모리 스토리지 사업까지 합하면 연간 매출액이 20조 원이 넘는 거대 기업이다. Wafer의 안정적인 조달을 위해 일본의 KIOXIA와 미국의 마이크론과 긴밀한 협력관계에 있으며 대만의 메모리 반도체 전문 OSAT인 PTI, OSE의 주요 고객이기도 하다. Kinston의 물량 변화에 따라 메모리 업체와 OSAT업체들의 매출 실적이 좌지우지될 정도로 막강한 영향력을 갖고 있다.
https://www.kingston.com/en/company/marketshare
그래서 메모리 반도체 시장을 인식할 때에는 메모리 Wafer를 생산하는 업체들과 더불어 독립 메모리 스토리지 업체들까지 범위를 넓혀야 할 필요가 있다. 매년 8월 이후, Trendforece에서는 독립 메모리 스토리지 업체의 Ranking을 발표한다. 아직 2022년 결과가 취합되지 않은 관계로 2021년 자료를 살펴보자. Top 10 순위를 보면 앞서 소개한 Kingston 외 미국, 대만, 중국 업체들이 랭크되어 있다. DRAM 모듈에서는 Kingston이 앞도적인 점유율을 보이는 반면 SSD Module에서는 Kingston(26%), 중국 업체 합계(30%), 대만 업체 합계(16%)로 어느 정도 균형을 유지하고 있다.
독립 메모리 스토리지 업체들은 메모리 업체들이 생산하는 범용 Wafer 혹은 칩을 구매한 뒤 자신들이 설계한 모듈에 실장 하여 최종 제품을 생산한다. 결론적으로 이들은 메모리 Wafer를 직접 생산하지 않기 때문에 메모리 Wafer를 생산하는 업체들과 장기 계약을 맺고 Wafer를 구매하여 OSAT를 통해 패키징 한다. 일부 업체들은 자체 패키징, 모듈 공장을 운영하기도 하는데 Kingston 역시 대만에 모듈 공장을 운영하고 있다.
그동안 중국의 독립 메모리 스토리지 업체들은 자국의 메모리 반도체 업체인 양쯔메모리(YMTC-NAND)와 창신메모리(CXMT-DRAM)의 생산량이 충분하지 않았기 때문에 부족한 Wafer와 반도체 칩을 한국, 미국, 일본의 메모리 반도체 업체들로부터 구매해 왔다. 그러던 중 2022년 12월 미국정부가 중국 메모리 반도체 기업인 YMTC를 블랙리스트에 등재하며 기존의 협업 관계에 특이점이 발생했다.
중국 메모리 반도체 업계를 간략히 정리했다. NAND의 YMTC와 DRAM의 CXMT와 함께 Foundry 업체인 SMIC도 저사양 범용 메모리와 특수 메모리를 생산하여 업계에 Wafer를 공급하고 있다. 삼성전자와 SK hynix, 마이크론 같은 메모리 업체들은 자사 패키징 라인을 운영하고 있으며 생산된 Wafer의 50~70%를 자체적으로 패키징 한다. 하지만 중국의 메모리 업체들은 자체 패키징 라인이 없이, 패키징 물량 100%를 OSAT에 위탁하고 있다. 이는 중국 정부의 반도체 굴기의 일환으로 2016년 YMTC와 CXMT가 설립되었을 때, 메모리 반도체 패키징 기술이 확보되지 않았기 때문이다. 당시 중국 정부는 칭화유니 그룹을 통해 대만 SPIL과 Chipmos의 인수를 추진했을 만큼 메모리 반도체 패키징 기술 확보를 위해 필사적이었다. 결과적으로 대만 정부의 제동으로 인수가 무산되면서 메모리 패키징 기술을 자체적으로 확보해야 했다. 차선책으로 선단 패키징 물량은 미국 OSAT인 AMKOR의 상하이 공장에 위탁했으며 PTI Suzhou은 초과 물량에 대한 백업을 담당했다. 중국 정부는 자국 1 tier OSAT업체의 메모리 패키징 기술 개발을 독려하는 한편 Taiji Semiconductor와 Payton Technology, UNIMOS와 같은 2 tier 업체들을 육성하기 위한 장기 플랜에 들어갔다.
Taiji Semiconductor는 중국 우시에서 SK hynix와 패키징 합작회사 Hi-tech을 운영하고 있는 Taiji Industry의 자회사로서 Hi-tech의 DRAM 패키징 기술이 녹아 있다. 2015년 중국 EMS업체인 KAIFA 그룹이 Kingston으로부터 매입한 Payton Techology는 YMTC와 CXMT의 주요 패키징 파트너로 낙점되었다. 중국 정부의 반도체 기금 2기 자본이 대규모로 투입되면서 YMTC와 CXMT의 Fab. 이 위치한 허페이에 생산 공장을 준공하고 양산 중에 있다. UNIMOS는 대만 Chipmos의 상하이 공장이었으나, 칭화유니 그룹이 Chipmos로부터 지분을 매입하여 자회사로 편입했다.
중국 정부를 뒷배로 둔 반도체기금의 화끈한 자금 지원으로 중국의 메모리 OSAT업체들은 자국 메모리 반도체를 보조하기 위한 패키징 설비를 확충하고 기술을 축적했다. 시간 경과에 따른 기술의 축적으로 자국 OSAT가 안정 궤도에 오르자 초기 패키징 물량의 대부분을 처리하던 AMKOR는 패키징 위탁에서 점차 배제됐다.
2022년 12월 미국 정부의 제재로 YMTC가 블랙리스트에 오르자 중국 정부는 즉각적인 물리적 대응을 피하고 대처 방안을 고심한다. 2022년 중국 증시에 상장한 중국의 독립 메모리 스토리지 업체인 Longsys와 BIWIN의 상장신고서와 연간보고서를 통해 확인한 주요 공급업체 List를 살펴보자. 두 곳 모두 마이크론으로부터 매입하는 Wafer와 칩 비중이 적지 않다. 특히 Longsys와 마이크론의 관계는 매우 돈독한데 현재 Longsys의 SSD Module 판매 브랜드인 ""Lexar"를 2017년 마이크론으로부터 매입했기 때문이다. 마이크론에 대한 높은 의존도는 단지 Longsys, BIWIN에만 해당되는 것이 아니라 중국에서 메모리 스토리지 사업을 영위하는 업체들 모두에게 해당된다. 이렇게 마이크론에 대한 의존도가 높은 상황에서 2023년 4월 중국 정부가 심각한 보안 문제를 이유로 마이크론을 제재할 때까지 4개월 동안 중국 메모리 업계는 공급망 재편에 대한 해법을 찾기 위해 동분서주했을 것으로 생각된다.
Longsys와 BIWIN의 정보만으로는 추정하기 어려운 부분이 있어 비슷한 매출규모를 가진 대만의 업체 2곳의 사업 현황을 참조했다. 대만 1위 독립 메모리 스토리지 업체인 ADATA의 매출 정보를 토대로 추정하던데 기타 사업에 대한 매출을 제외하면 ADATA 매출액 중 DRAM과 NAND 사업비중이 거의 유사할 것으로 추정된다. 대만 업체인 Transcend 역시 동일한 사업 구조를 갖고 있을 것으로 생각된다. 중국 업체들이 사업초기 대만업체들을 벤치마킹 했을 것으로 예상되기 때문에 Longsys와 BIWIN 또한 DRAM과 NAND이 사업이 균형을 이루고 있을 것으로 보고 있다.
중국 정부가 마이크론을 본격적으로 제재하기 전, 중국의 독립메모리 반도체 업체들은 반도체 수급을 위해 마이크론 Wafer에 대한 대량 발주를 감행했다. 대만에 DRAM 생산 Fab. 을 운영 중인 마이크론의 Wafer 출하량이 급증하자 패키징을 담당하는 OSE, PTI의 매출액이 급반등 하기 시작했다. PTI보다 Longsys향 매출비중이 높은 OSE의 매출이 올해 1월을 저점으로 빠르게 개선됐다. 메모리 반도체 업체들이 전반적으로 부진을 겪는 와중에 OSE의 매출이 빠르게 개선됐던 이유가 여기 있다.
올해 2월만 해도 미국 정부의 제재로 인해 YMTC와 CXMT가 메모리 반도체 사업을 지속할 수 있을지 우려 섞인 언론 기사가 많았다. 그러나 마이크론이 빠진 부분을 미국 정부의 입김으로 한국 업체들이 대체하지 못하는 상황이 발생하며 중국 업체들에게 전화위복의 기회가 왔다. 중국 메모리 반도체 업계는 자력으로 마이크론의 공백을 메우기 YMTC와 CXMT의 Wafer 생산량 증대에 박차를 가했다. 지난 4월 국내외적으로 마이크론의 공백을 대체할 준비가 완료되고 나자 중국 정부는 공식적으로 마이크론의 제재를 발표했다.
YMTC와 CXMT는 Wafer 생산량 증가를 위해 2021년 슈퍼사이클에 버금가는 급가속 페달을 밟고 있는 중이다. 향후 쏟아져 나올 Wafer의 패키징을 위해 Longsys는 대만 PTI로부터 PTI Suzhou의 지분 65%를 1.14억 달러(1,483억 원)에 매입했다.(23년 6월 27일 PTI 공시) 그동안 대만에 위치한 마이크론의 Wafer를 PTI 대만 본사, OSE를 통해 패키징 했지만 마이크론에서 더 이상 Wafer를 구매하지 않기 때문에 대만의 OSAT와 지속적으로 거래할 이유가 없어졌다. Longsys는 메모리 반도체를 자체적으로 패키징 할 수 있는 생산라인을 확보하고 PTI는 껄끄러운 중국 사업을 정리하고 Exit 할 수 있는 기회를 얻었다.
같은 날, 마이크론은 PTI로부터 중국 시안에서 공동운영하고 있던 시안 생산라인의 자산을 5,144만 달러(669억 원)에 인수했다. 중국 정부의 제재 속에서도 마이크론은 중국 사업을 접을 의지가 없음을 엿볼 수 있는 행보이다. 즉 미국, 중국 양국 간 이슈가 발생할 수 있는 Wafer 비즈니스를 줄이고 직접 패키징까지 완료한 반도체 칩으로 중국 시장을 공략하겠다는 전략인 듯하다. PTI는 마이크론과 Longsys와의 지분과 자산 매각 거래를 통해 중국 사업 비중을 대폭 줄였다. 장기적으로 양안 관계 악화에 따른 리스크를 헤지 하며 대만 내 선단패키징 공정 강화를 위한 자금을 확보할 수 있었다.
일련의 과정을 통해 현재 중국 메모리 반도체 업체인 YMTC와 CXMT의 Wafer 생산량은 고공행진하고 있으며 이를 패키징 하는 중국 국내 OSAT 역시 100%에 근접한 가동률을 보이고 있다. 자칫 궁지에 몰려 스텝이 꼬일 수도 있었던 중국 메모리 반도체 업체들이 미국 제재를 통해 기사회생한 모습이다. 마이크론과 중국 독립 메모리 스토리지 업체들 간의 Wafer 매입 계약이 종료되면 대만의 패키징 업체인 PTI와 OSE의 매출 타격이 불가피할 것으로 예상된다. PTI Suzhou가 YMTC, CXMT의 Wafer를 통해 Longsys향 물량을 소화하기 시작하면 마이크론의 입지가 좁아지는 대신 중국 메모리업체의 위상이 높아질 것으로 예상된다. 하지만 PTI로서는 중국 현지 공장 운영에 대한 리스크를 낮췄고, OSE는 중장기 매출을 단기적으로 압축해서 올렸다고 생각한다. 마이크론 또한 중국 업체들의 메모리 재고 비축을 위해 적체된 Wafer의 상당량을 출하하며 재고 레벨을 낮췄다. 미국-중국-대만 누구 하나 큰 손해를 보지 않고 모두 뭔가 하나씩 얻어간 분위기이다.
다만 중국 메모리 업계 재편을 목도하면서 가장 아쉬운 점은 한국 메모리 업체들이 완벽하게 배제되어 있다는 것이다. 마치 중국 메모리 업체들을 구제하기 위해 미국 정부에서 제재를 한 것이 아닌가 하는 의구심이 들 정도로 모든 상황이 톱니바퀴가 돌아가듯 자연스럽게 진행되고 있다. 이는 메모리 반도체 시장을 주도하는 삼성전자와 SK hynix의 위상이 꺾였다는 것을 의미하는 것이 아니다. 곧 산소호흡기를 달아야 될 수 있던 중국 메모리 반도체 업체들이 미국의 제재라는 심폐소생으로 공장을 증축하고 생산기술을 개선할 시간을 벌었다는 점이 핵심이다.
대만의 DRAM 업체인 난야는 2000년대 지속된 DRAM업체들 간의 치킨게임과 글로벌 금융위기로 고사 직전까지 갔다. 그때 메모리 Big 3가 관심을 주지 않던 DDR2 중저가 시장을 공략하여 살아남았다. 업계 재편으로 중국 메모리 관련 업체들은 자국 시장 내 중저가 라인업에서 시장 점유율을 공고히 할 수 있게 됐다. 중국 내수를 겨냥한 중국 메모리 업체들은 글로벌 시장을 상대해야 하는 삼성전자, SK hynix와 다르게 고가의 가격정책을 취할 수도 있게 됐다. 작년부터 이어진 우리나라 업체들의 對중국 메모리 반도체의 출하량 감소 이유가 중국 내수 시장 부진, 글로벌 경기 침체뿐만 아니라 중국 메모리 업계 재편이라는 변수까지 고려해야 하지 않을까 생각된다. 향후 메모리 반도체 업체들이 중국 시장을 공략하기 위해서는 기존과 다른 관점에서 전략을 수립해야 하기 때문에 업체 간 수싸움이 치열해질 것으로 예상된다.
