(408) 844-7100 실리콘 웨이퍼 공급 부족 현상 심화
반도체 엔지니어링
2021년 9월 16일
실리콘 웨이퍼 출하량은 2021년 상반기에 기록적인 속도로 증가하고 있으며, 수요가 공급을 계속 앞지르고 있습니다.
그렇다면 2021년과 그 이후의 남은 기간 동안 웨이퍼 구매자에게는 어떤 일이 기다리고 있을까요? "현재 전반적인 웨이퍼 가격 환경은 수요 증가로 인해 웨이퍼 공급업체에게 더 유리해지고 있습니다. 공급이 타이트해지고 있으며 평균 판매 가격은 상반기 대비 상승하고 있습니다."라고 SEMI의 윤성호 수석 리서치 매니저는 말합니다.
그럼에도 불구하고 실리콘 웨이퍼는 반도체 비즈니스의 기본 요소입니다. 모든 칩 제조업체는 200mm, 300mm 등 한 가지 크기의 실리콘 웨이퍼를 구매해야 합니다. 실리콘 웨이퍼 공급업체는 베어 실리콘 웨이퍼 또는 원시 실리콘 웨이퍼를 생산하여 칩 제조업체에 판매하고, 칩 제조업체는 이를 칩으로 가공합니다.
실리콘 웨이퍼 공급업체는 에피택셜, 폴리시드 등 다양한 유형의 웨이퍼를 만듭니다. 논리 소자에 사용되는 에피택셜 웨이퍼는 기판 위에 성장한 단결정 실리콘 층으로 구성됩니다. 폴리시드 웨이퍼는 메모리에 사용됩니다. 여기에는 평평하고 깨끗한 표면을 가진 초순수 기판이 필요합니다.
글로벌웨이퍼스에 따르면 신에츠는 29.4%의 점유율로 세계 최대 실리콘 웨이퍼 제조업체이며, 일본의 Sumco(21.9%), 글로벌웨이퍼스(15.2%), 실트로닉(11.5%), SK실트론(11.4%), 소이텍(5.5%)이 그 뒤를 잇고 있습니다. 중국의 여러 업체도 실리콘 웨이퍼 사업에서 경쟁하고 있습니다.
2020년 독일의 바커는 실리콘 웨이퍼 제조업체 실트로닉의 지분 30.8%를 대만의 글로벌웨이퍼스에 매각할 계획이라고 발표했습니다. 사실상 글로벌웨이퍼스가 실트로닉의 경영권을 인수하게 됩니다. 이 거래는 아직 여러 규제 기관의 승인을 받아야 합니다.
실리콘 웨이퍼 사업은 주기적입니다. 경기 침체기에는 공급업체가 과잉 생산, ASP 하락, 적자를 경험합니다. 공급업체는 확실히 호황기를 즐기지만 이러한 주기 역시 어려운 시기입니다.
2019년 침체기를 겪은 실리콘 웨이퍼 시장은 2020년에 반등했습니다. 특정 웨이퍼, 즉 에피의 경우 공급 부족 현상이 나타났습니다. "2020년 실리콘 웨이퍼 출하량은 2019년에 비해 5% 증가했지만, 2020년 상반기 가격 약세로 인해 실리콘 시장 수익은 2019년과 비슷한 수준을 유지했습니다."라고 SEMI의 애널리스트인 Inna Skvortsova는 말합니다.
2020년 초에는 전반적인 반도체 사업이 밝아 보였지만, 코로나19 팬데믹이 발생하면서 IC 시장이 하락했습니다. 2020년 내내 여러 국가에서 자택 대기 명령과 사업장 폐쇄 등 코로나19 확산을 완화하기 위한 여러 조치를 시행했습니다. 하지만 2020년 중반에 이르러 재택 경제로 인해 컴퓨터, 태블릿, TV에 대한 수요가 증가하면서 IC 시장은 반등했습니다. 그 결과 칩에 대한 수요가 급증했습니다. 실리콘 웨이퍼에 대한 수요도 증가했습니다.
칩 수요는 2021년으로 이월되었습니다. 그리고 칩 부족 현상이 나타나기 시작했고, 이는 자동차, PC, 스마트폰 시장에 영향을 미쳤습니다.
실리콘 웨이퍼 수요가 급증하고 있습니다. SEMI 실리콘 제조업체 그룹(SMG)에 따르면 2021년 1분기 전 세계 실리콘 웨이퍼 면적 출하량은 2020년 4분기에 비해 4% 증가한 3,337백만 제곱인치로 2018년 3분기에 세운 역대 최고치를 넘어섰습니다. SMG에 따르면 2021년 1분기 실리콘 웨이퍼 출하량은 작년 같은 분기에 기록한 2,920백만 제곱인치보다 14% 성장했습니다.
SMG에 따르면 2021년 2분기 실리콘 웨이퍼 면적 출하량은 6% 증가한 3,534백만 제곱인치로 1분기에 세운 역대 최고치를 넘어섰습니다. 2021년 2분기 실리콘 웨이퍼 출하량은 작년 같은 분기에 기록한 3,152백만 제곱인치보다 12% 증가했습니다.
2021년 상반기 실리콘 웨이퍼 시장은 혼조세를 보였습니다. "300mm 에피택셜 웨이퍼 시장은 공급 능력이 여전히 부족한 상황이었죠. 300mm 폴리시드 웨이퍼는 공급이 부족하지 않았음에도 불구하고 수요가 증가했습니다."라고 SEMI의 윤 대표는 말했습니다. "200mm 제품의 경우, 21년 상반기 전체 200mm 웨이퍼 출하량이 급격히 증가했습니다. 이는 파운드리 수요 강세와 재고 축적에 따른 것입니다. 계약 물량에 비해 추가 수요가 있었습니다."
오늘날 다양한 유형의 실리콘 웨이퍼 구매자들은 평균 판매 가격 상승과 함께 공급 부족에 직면해 있습니다. "게다가 주요 웨이퍼 공급업체들은 제한된 클린룸 공간으로 인해 웨이퍼 공급을 크게 늘릴 수 없어 2022년 웨이퍼 가격 추세를 더욱 지지할 수 있습니다."라고 윤 부사장은 말했습니다. "또한 향후 2년 내에 가동될 신규 파운드리 및 메모리 팹에 대한 추가 LTA(장기 계약) 가격이 필요합니다."
실리콘 웨이퍼 사업에서 특히 호황기에는 고객들이 장기적으로 안정적인 웨이퍼 공급을 보장받기 위해 LTA를 체결합니다.
하지만 공급업체들이 수요를 충족하기 위해 생산 능력을 확장하고 있는가라는 질문은 분명합니다. "신에츠, 섬코 등 웨이퍼 업체들의 실적 발표에서 볼 수 있듯이 주요 웨이퍼 업체들은 미래 수요 증가에 대응하기 위해 300mm 그린필드 투자를 진지하게 고려하기 시작했습니다."라고 윤 대표는 말합니다. "또한 실트로닉은 지난 7월 싱가포르에 그린필드 투자를 결정했다고 공식적으로 밝혔습니다. 결론은 상위 5개 웨이퍼 공급업체가 올해 그린필드 투자의 일환으로 300mm 에피택셜 웨이퍼 생산능력을 확장할 것이라는 점입니다. 한편 실트로닉을 제외한 일부 공급업체는 그린필드 프로젝트를 통해 새로운 클린룸 공간을 준비하기 시작할 것입니다."
새로운 웨이퍼 용량을 구축하는 것은 위험합니다. 공급업체가 너무 많은 용량을 구축하면 결국 과잉 생산과 가격 하락이라는 악몽 같은 상황에 처하게 됩니다. 하지만 용량을 구축하지 않는 것도 문제가 되는데, 공급업체는 사업을 잃을 수 있습니다.
실리콘 웨이퍼 공급업체는 수십 년 동안 이러한 문제와 기타 문제에 직면해 왔습니다. 이는 당분간 변하지 않을 것입니다. 항상 까다롭고 어려운 사업이었기 때문입니다.