2. 반도체 위탁 조립 & 테스트(OSAT)①
시장 규모에 대한 고찰로부터
반도체 시장 규모(2020)ESIA에 추정한 2020년 반도체 시장 규모를 보면 반도체 전체 시장 규모는 4,404억 달러(약 520조 원, 환율 $1.0 = ₩ 1,179.9)이다. 시장 규모를 추정하는 협회, 연구소 별로 다소 차이가 있으나, 이 글에서는 대략적인 규모만 참조하기로 한다. 위에서 인용한 시장 규모를 보면 전체 반도체 시장에서 개별 소자, 발광소자, 센서를 제외한 집적회로(Intergtrated Circuits)의 점유율은 82.0%(426조 원)이다. 집적회로는 메모리 반도체(Memory)와 시스템반도체(Logic, Microprocessors, Analog)로 나눌 수 있다. 현재 우리나라 기업들이 활약하고 있는 메모리 반도체의 시장 규모는 139조 원으로 전체 반도체 시장의 26.7%, 집적회로 시장의 32.5% 수준이다. 시스템반도체의 시장 규모는 288조 원으로 전체 반도체 시장의 55.3%, 집적회로 시장의 67.5%를 차지하고 있다. 수치상으로 봤을 때, 시스템 반도체 시장은 메모리 반도체 대비 2배 이상의 시장을 갖고 있는 셈이다. 메모리 반도체와 더불어, 장기적이고 짜임새 있는 계획을 가지고 시스템 반도체 경쟁력을 확보해야 하는 이유가 여기 있다.
반도체 업체들이 반도체를 생산할 때, 설계부터 Wafer 가공, 패키징 & 테스트까지 모든 공정을 자사에서 보유하고 있는 경우는 많지 않다. 소규모 업체의 경우, 자사 내부에서 모든 공정을 처리하는데 큰 무리가 없으나, 회사 규모가 커지게 되면 자신의 강점만을 내부에 남기고, 부가가치가 떨어지거나 외부 업체에 위탁이 가능한 부분은 과감히 정리하게 됐다. 그리고 시간이 지남에 따라 미세공정 전환에 따른 Wafer Fab. 건설 비용이 천정부지로 치솟으면서 Wafer Fab. 의 자체 건설 대신 Wafer 회로 공정을 대신해 주는 Foundry 업체를 찾게 됐다. 이렇게 생산된 Wafer를 패키징 하기 위한 패키징 공정 역시 설비 구매와 공장 건설을 위한 비용이 지속적으로 증가하고 있으며, 자체 기술력으로 극복할 수 없는 공정 한계에 부딪치게 됐다. 그래서 등장한 Business Model이 반도체 위탁 조립 & 테스트 -OSAT(Outsourced Semiconductor Assembly and Test)이다.
과거 모든 공정을 내재화했던 종합 반도체 회사(IDM)들은 급격한 시황 변동에 따른 Risk를 분산하기 위해 자사 생산 물량의 일부를 Foundry와 OSAT에 이관했다. 생산 시설 확충에 사용해야 할 자금을 대폭 줄인 대신 , 여유 자금을 반도체 설계에 투자할 수 있게 됐다. 시간이 흘러 Foundry 업체와 OSAT업체들이 규모의 경제를 구축하면서부터는 종합반도체 업체에서 더 이상 신규 생산시설 투자를 통해 이들과 경쟁할 수 없는 상황에 놓이게 됐다. 많은 반도체 업체들이 FAb light를 통해 생산 시설을 매각하고 핵심 설계기술만을 자사 내부에 남겼다. 이렇게 매각된 Wafer 가공 공장, 후공정 생산 라인들은 Foundry 업체와 OSAT업체들로 흡수 되었다. 이제 미세공정의 Wafer를 가공하고, 고기능 반도체의 패키징을 맡기기 위해서는 한정된 Foundry와 OSAT업체를 찾을 수 밖에 없게 됐다. 스마트폰이 대중화 되기 전인 2000년대만 하더라도 반도체 산업에서 존재감이 크지 않았던 Foundry와 OSAT가 스마트폰의 고사양화를 통해 주목받는 이유가 여기 있다.
반도체 생태계
그동안 반도체 시장 규모를 추산할 때 Foundry와 OSAT의 매출액은 겉으로 드러나지 않았기 때문에 Foundry, OSAT 기업들은 IDM반도체와 달리 시장에 알려지지 않았다. 하지만 스마트폰의 발전과 함께 미세공정으로의 전환이 급속도로 이뤄지며 선단 Wafer 가공 기술을 보유한 Foundry 업체들의 중요성이 부각되기 시작했다. 또한 미세공정으로 극복하지 못한 기술적 한계를 패키징 기술을 통해 해결할 수 있게 됨으로써 OSAT를 반도체 단순 조립 생산으로 보던 시각이 변했다. COVID-19로 인한 글로벌 디지털화가 단시간에 광범위하게 진행되면서 반도체 수요가 폭발적으로 늘어났다. 이렇게 늘어난 반도체 수요는 반도체 업계의 숨은 거인들을 세상 밖으로 이끌어 냈다.
앞서 말한 반도체 시장 규모(520조 원)는 오직 반도체에 자신의 상표를 부착하여 판매한 기업들의 매출액을 합산하여 산출되었다. 쉽게 말하면 반도체를 생산하기 위해 사용한 설비, 원자재, OEM 생산 비용은 포함되어 있지 않다. 그렇게 때문에 반도체의 시장을 바라볼 때, 눈으로 보이는 시장 외, 수면 아래 가라앉아 있는 숨겨진 부분까지 함께 살펴볼 필요가 있다.
위 그래프는 반도체 산업 내의 각각의 시장 규모를 도식화한 내용이다. 현재 우리나라 반도체 업계는 메모리 반도체를 넘어 Foundry 시장을 차기 먹거리로 낙점하고 투자를 집중하고 있다. Foundry 시장 규모는 2020년 기준 약 95조 원이다. 우리나라는 삼성전자, DB하이텍, SK hynix 파운드리 3개 업체가 경쟁 업체들과의 점유율 전쟁을 벌이고 있다. 삼성전자의 선전으로 우리나라는 Foundry 시장에서 약 16~18%의 점유율을 보이고 있다.
그럼 OSAT 시장은 어떨까? 2020년 기준 OSAT시장은 약 39조 원 규모로 Foundry 시장의 절반이 채 안되며, 메모리 반도체 시장의 4분의 1 수준이지만 단일 시장으로 봤을 때 무시하지 못할 규모다. OSAT 업계에서 우리나라는 과연 어느 정도의 경쟁력과 점유율을 가지고 있을까? 다음 글에서 OSAT 시장만을 따로 떼어내서 살펴보도록 하자.
