파운드리에 대해서 깊게 공부하고 싶었는데 마침 하이투자증권에서 좋은 리포트가 있어서 읽고 요약해봤습니다.
*해당 리포트를 발간해주신 애널리스트님께 감사합니다.
얼마 전 인텔이 이스라엘에 무려 32조나 투자하면서 삼성 파운드리 2위 자리를 위협한다는 말이 나오고 있습니다.
사실 삼성 뿐만 아니라 이는 TSMC에도 위협이 될 수 있습니다.
글로벌 곳곳에 반도체 공장을 늘리고 있는 상황이라 앞으로 인텔의 상승세도 엄청나다고 할 수 있습니다.
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리포트를 읽고 새롭게 알게 된 부분
기초 배경 : 삼전 파운드리는 점유율 글로벌 20%, TSMC는 60%에 육박.
참고로 삼전 파운드리가 불리한 이유는 애플과 퀄컴이 삼전 DS사업부와 경쟁 관계라는 것이다. TSMC대비해서 고객사 유치가 불리함.
1. 삼전 파운드리의 3~5나노 초미세공정 수율 개선에 주목하자.
- 10나노 공정을 시작으로 퀄컴, 엔비디아, 애플 주요 팹리스 고객사는 삼전을 이탈해서 TSMC를 선택했었다.
2. 하지만 삼전은 TSMC보다 먼저 GAAFET(게이트 올어라운드)로 전환에 성공했다.
- GAAFET은 차세대 파운드리 공정 경쟁의 게임체인저나 다름 없음.
- GAAFET은 전류가 흐르는 채널 4면에 대해서 게이트가 둘러 싸는 구조를 말하며, 전류 흐름에 대해서 세밀하게 제어 가능함.
* 이런 상황에서 인텔도 3나노 경쟁에 뛰어드는 것이라서 파운드리 경쟁이 심화
3. 리포트에선 삼전 파운드리 벨류체인으로 솔브레인, 동진쎄미켐, 두산테스나, 리노공업, 에스앤에스텍, 디앤에프를 말함.
+티이엠씨, 가온칩스도 있음.
4. 이런 상황에서 팹리스 업체들은 2024년부터 GAAFET 채택할 것임.
- 엄청난 미세화 경쟁에 나서는 파운드리 3사
- 삼전은 당장 2024년 상반기에 3나노 2세대 GAA, TSMC는 2025년에 2나노 GAA 목표. 인텔은 20A 2나노 GAA를 2024년 상반기 목표 등을 하고 있다.
5. 삼전과 TSMC의 CAPA를 비교해보면 TSMC가 압승이다.
- 그나마 삼전이 앞서는 부분은 8~12나노 구간임.
-특히 22이상과 6~7나노 구간은 TSMC가 압승
6. 삼전이 TSMC의 점유율을 역전할 수 있을까?
- 쉽지 않다. TSMC는 여전히 50% 이상의 점유율을 차지하고 있음)
삼성전자 파운드리는 20% 수준
- 단 2024년엔 삼성전자가 조금 더 치고 올라갈 수 있음.
7. 삼전의 4나노 공정 수율이 개선되며 고객사 재확보 가능성도 높다.
- 2023년 4나노 파운드리 수율이 75% 이상, 3나노는 수율 60%이상이라고 추정되고 있음.
* 특히 삼전은 3나노 GAAFET 수율을 잡아놓은 상태인데 TSMC나 인텔도 수율 잡는데 어려울 것으로 보여(게다가 인텔, TSMC는 2나노 미만 공정부터 GAAFET채택 예정이라고 함)
- 삼전이 퀄컴, 엔비디아만 확보하면.. 도약 가능하다고 봄. +AMD까지
8. TSMC 고객사의 이원화 문제로 삼전도 수혜.
- 특히 TSMC의 높아지는 ASP로 인해서 엔비디아 퀄컴도 고객사 이원화 가능성 필요.
9. 한 때 14나노 공정에선 애플, 퀄컴 물량을 삼전이 대다수 수주 받았었음.
- 2015년 TSMC보다 빨리 14나노 공정에 성공하고 인텔에 이어 2번째로 14나노 반도체 양산 가능한 업체가 됐었음
* 참고로 14나노 이상에선 AP 고객사들에 대해선 삼성이 괜찮지만 비메모리 반도체에선 TSMC점유율이 압도적임.
10. 하지만 10나노 미만 공정부터 TSMC가 FOWLP 도입하면서 삼전 파운드리 주요 고객사들이 떠났다.
- 후공정 기술의 강점으로 TSMC가 삼전을 압도함.
- 이 때 삼전은 10나노 공정에 집중을 했는데 TSMC가 7나노 양산하면서 또 한번 TSMC가 치고 올라감.
- 그래도 다행인 것은 삼전이 8나노 공정을 개발했고 2019년 하반기에 EUV적용 7나노 반도체 개발에도 성공함.
* 특히 7~14나노 쪽에선 TSMC가 애플, 퀄컴 주요 AP업체들까지 주요 고객사로 확보했음. 이에 따른 성장세
11. 이제 반전은 7나노 미만이다. 4~5나노 수율 개선 속도가 더뎠지만 이제 가파르게 오르는 중. GAAFET도 공정도 3사 중 최초로 도입.
- 5나노 기반인 퀄컴 스냅드래곤 888도 삼전 파운드리로 생산(7나노에서 이탈했었던 퀄컴)
*특히 현재 TSMC의 3나노 가격이 너무 높고 수요도 부진해서 애플 제외 팹리스 업체들이 4나노를 사용할 수도 있음.
- 23년 12월 말 이런 상황에서 인텔은 하이 EUV 도입해서 2나노 양산 이슈도 들린다. 하지만 결코 쉽지 않을 것으로도 보여.
(해당 뉴스 팔로업해야 함)
리포트를 읽고 내 결론은
삼전은 TSMC의 점유율을 압도적으로 가져오진 못하더라도 3나노~4나노에서 TSMC를 압도할 것으로 본다. TSMC의 수율도 크게 올라오지 않는 상황이다.
게다가 TSMC의 미세공정 ASP도 올라오면서 삼전으로 이원화되는 상황도 매우 흥미롭다.
삼전 벨류체인에 관심을 가지면 흥미로울 것으로 보여.
하이투자증권에선 삼전 파운드리의 3~5나노 초미세공정 수율이 개선되며 벨류체인에 주목할 필요가 있다고 합니다.
삼전은 TSMC보다 GAAFET으로 전환에도 성공했고 TSMC의 평균 판매단가 상승에 부담을 느껴서 팹리스 업체들의 이원화 수요도 늘어나고 있다고 합니다.
게다가 인텔도 2023년 말부터 3나노 양산을 계획하면서 파운드리 경쟁이 심화되고 있음.
하지만 최근 뉴스를 하나 꺼내자면 인텔이 차세대 EUV를 선점하고 내년 2나노 양산도 전망되고 있다.
삼전의 경쟁자는 TSMC만이 아니라 인텔도 있다는 것을 명심하자.
리포트에선 투자 포인트도 함께 언급했다.
1. 솔브레인은 삼전 내 식각액 점유율이 압도적으로 높고 GAAFET용 식각액은 단독 납품중(2024년부터 팹리스 업체들이 GAA FET 채택하면 성장 전망)
2. 동진쎄미켐은 일본업체들이 독과점하는 포토레지스트를 국산화하고 삼전에 납품중. EUV용 PR도 개발 성공함. *구조적 성장까지 전망
3. 두산테스나는 삼전 비중이 높은 OSAT업체로 퀄컴, 엔비디아 수주에 성공하면 갤S2에 탑재될 엑시노스의 테스트 외주 비중도 높일 가능성
4. 티이엠씨는 특수가스 국산화에 성공해서 2024년부터 성장세 전망. 가스 리사이클 사업으로 원재료 수급도 가능하다고 보여
5. 가온칩스는 AI와 자율주행 비중이 매출의 73%이지만 디자인하우스 업체로 주목.
*23년 7월 기준이라 시점은 달라질 수 있다.
파운드리 3사의 장기 로드맵에 대해서도 확인할 수 있었습니다. 2024년 상반기에 삼전은 3나노 2세대 GAA를 목표로 하고 TSMC는 2025년에 2나노 GAA를 목표로 하고 있다.
이런 상황에서 인텔도 GAA쪽으로 2024년에 202A 2나노 쪽을 생각.
삼전은 2027년 1.4나노 GAA를 2027년에 목표 TSMC는 1나노 GAA를 2028년 목표.
양사 파운드리 CAPA를 보면 TSMC가 얼마나 압도적인지 확인할 수 있습니다.
하지만 삼전에게도 반전이 있죠.
삼전은 3~5나노 파운드리 수율도 개선되고 경쟁 업체 중의 GAAFET 양산에도 성공했고 TSMC고객사들의 이원화 수요도 증가하고 있는 점을 보면 탄력을 받을 수 있는 요소도 많습니다.
23년 7월에 나온 리포트지만 삼전이 4나노 공정 수율이 개선되며 고객사 재확보 가능성이 늘어나고 있다고 합니다.
특히 삼전 파운드리는 10나노 미만 공정부터 제품 출시가 지연되고 수율개선 문제가 생기며 주요 고객사들이 TSMC로 이탈했다고 합니다. 게다가 DS 사업부문에서 퀄컴과 애플과 경쟁 관계라는 점도 발목을 잡히는 겁니다.
하지만 삼전 파운드리 4나노 수율이 75% 이상, 3나노 수율도 60%이상 추정되며 고객사 재확보에도 유리하다고 합니다.
팹의 가동률도 낮아지는 시점에 삼전은 테스트 웨이퍼 투입량도 증가했는데 파운드리 7나노 미만 수율을 개선된 게 아닌지 보고 있습니다.
GAAFET 뜻은 게이트가 채널의 4면을 둘러싸고 있는 구조의 트랜지스터를 말하며 게이트가 각각의 채널 1,3면에 접촉하는 기존 Planar FET이나 FinFET 대비 게이트 통제력도 뛰어나다고 한다. 누설 전류가 적다는 것이 장점.
TSMC과 인텔은 FinFET트랜지스터를 쓰지만 2025년 2나노 미만 공정부터 GAAFET채택 예정. 경쟁사들이 초기 수율을 잡는데 어려울 것으로 보여.
이미 3나노 GAAFET 수율이 60%이상 올라온 삼전이 2나노 경쟁에서도 유리할 수 있음.
TSMC의 ASP가 나날이 높아지는 상황에서 TSMC 고객사들은 오히려 이원화에 대한 니즈가 필요하다고 느낀다.
특히 첨단 비메모리 반도체 수요가 급증하면서 TSMC의 CAPA가 모든 팹리스들의 업체들의 물량을 대응할 수 없음. 삼전을 채택할 가능성도 높다.
삼전은 2015년 TSMC보다 14나노 공정에 성공하며 인텔에 이어 2번쨰로 14나노 반도체 양산 가능한 업체가 됐다. 이 당시 14나노 공정에서 애플, 퀄컴 물량을 삼전이 대다수 수주를 받음.
2016년은 14나노에 머물러 있던 인텔에 비해 삼전 파운드리와 TSMC가 10나노에 진입햇엇다.
하지만 TSMC는 FOWLP라는 후공정 기술로 아이폰 7용 AP A10의 수주 전량을 확보함. 게다가 삼전은 10나노 반도체가 대세가 될 줄 알았는데 TSMC의 7나노가 양산되면서 퀄컴의 스냅드래곤 수주까지 넘어감.
삼전은 TSMC에게 세계 최초 7나노 타이틀은 뺏겼지만 TSMC보다 7나노 공정에 먼저 EUV 노광장비를 도입했다고 함.
삼전의 주요 AP고객사들이 7나노에서 이탈했어도 미국, 중국 중소형 고객사향이 매출 증가해도 삼전의 파운드리 사업부 매출 성장세는 유지할 수 있었다.
특히 3나노 공정에서 세계 최초 GAAFET 기반 반도체 양산에 성공한 것도 호재이며 7나노에서 이탈한 퀄컴도 5나노 기반인 스냅드래곤 888부터 삼전 파운드리를 통해 생산했다고 함.
미세공정에선 수율싸움이 정말 중요한데 삼전 4나노 공정 수율이 75% 전후까지 올라온 상태에서 3나노에서 GAAFET을 경쟁사보다 먼저 도입하며 초미세공정에서 고객사를 확보할 가능성이 높아졌음.
TSMC의 3나노 공정도 가격도 높고 수요가 부진함. 그래서 팹리스 업체들이 애플 제외 4나노를 사용할 것이라고 봄.
특히 내년 초 갤S24에 탑재될 엑시노스도 삼전 파운드리 사업부 성장성에 크게 기여할 것이라고 본다고 함.
TSMC를 보면 4~7나노에서 경쟁 우위를 점한 TSMC도 3나노 공정에선 다소 부진할 것으로 보여.
삼전의 경우 GAAFET를 도입해서 기존 5나노 대비 전력, 크기도 45%, 35%로 줄이고 속도도 30%로 늘렸다.
24년부터 엔비디아, 퀄컴 등 팹리스 업체들이 3나노 반도체를 선택할 수 있다고 전망되며 TSMC와 삼전 파운드리가 어떤 팹리스 업체들과 협업할지도 체크.
특히 인텔은 EUV를 통해서 2나노 양산을 계획하고 있음. 물론 가능성은 쉽지 않다고 판단된다.
하지만 인텔이 2018-19년에 성공한 7나노를 최근 양산 시작했는데 3나노 성공 가능성은 낮을 수도 있고 2나노는 더욱 쉽지 않을 것.
하이EUV 장비를 도입했다고 하지만 결코 쉽지 않다. 물론 인텔 소식 뿐만 아니라 경쟁자인 TSMC에 대한 뉴스는 팔로업해야 함.
과연 삼전의 미래는?
비록 5개월 전 리포트지만 파운드리에 대한 인사이트를 얻을 수 있었습니다.
흥미로웠으며 애널리스트님께 다시 한 번 감사합니다.
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