반도체 위탁생산(파운드리) 산업은 반도체 생태계에서 중요한 역할을 하며, 팹리스(Fabless) 기업이 설계한 반도체를 위탁받아 생산하는 전문 기업들로 구성됩니다. 파운드리 산업은 고도의 기술과 대규모 자본 투자가 필요한 장치 산업으로, 설계, 제조, 장비, 소재, 후공정 등 다양한 구성요소로 이루어져 있습니다. 아래에서는 파운드리 산업의 테마 구성요소와 연관된 국내외 상장기업을 상세히 정리합니다.
1. 파운드리 산업의 주요 구성요소
파운드리 산업은 반도체 생산 공정에 필요한 여러 요소로 구성되며, 각 요소는 특정 기술과 전문성을 요구합니다. 주요 구성요소는 다음과 같습니다:
(1) 파운드리(Foundry) 기업
- 역할: 팹리스 기업이 설계한 반도체 설계 데이터를 받아 웨이퍼 생산, 패키징 등 제조 공정을 수행. 고도의 기술과 대규모 설비 투자가 필요.
- 특징: 첨단 미세공정(3nm, 5nm 등)과 레거시 공정(14nm 이상)을 통해 다양한 산업(스마트폰, AI, 자동차 등)에 맞춘 반도체를 생산.
- 시장 동향: AI, 5G, 자율주행 등 첨단 기술 수요 증가로 파운드리 시장이 급성장 중. 2025년 시장 규모는 약 1,512억 달러로 전망됨.
(2) 팹리스(Fabless) 기업
- 역할: 반도체 설계 전문 기업으로, 제조는 파운드리 기업에 위탁하고 설계된 칩의 소유권과 판매권을 보유.
- 특징: 설계 기술이 핵심이며, 파운드리와 협력해 제품을 시장에 공급.
- 시장 동향: 애플, 엔비디아 등 팹리스 기업의 수요가 파운드리 산업 성장의 주요 동력.
(3) 반도체 장비
- 역할: 포토리소그래피, 에칭, 증착, 이온 주입 등 반도체 제조 공정에 필요한 고정밀 장비를 공급.
- 특징: 장비 단가는 수십억에서 수천억 원에 달하며, 첨단 공정(7nm 이하)에서는 극자외선(EUV) 장비가 필수.
- 시장 동향: 미국, 일본, 유럽 기업이 시장을 장악하고 있으나, 한국 장비 기업도 틈새 시장에서 경쟁력 확보 중.
(4) 반도체 소재 및 부품
- 역할: 웨이퍼, 포토레지스트, 고순도 가스, CMP 슬러리 등 반도체 제조에 필요한 소재와 부품을 공급.
- 특징: 고순도 및 정밀한 품질 관리가 요구되며, 일본, 한국, 대만 기업이 시장에서 두각.
- 시장 동향: 소재·부품 시장 규모는 약 550억 달러(2024년 기준).
(5) 후공정(OSAT, Outsourced Semiconductor Assembly and Test)
- 역할: 파운드리에서 생산된 웨이퍼를 칩으로 자르고 패키징, 테스트를 수행.
- 특징: 최종 제품의 품질과 신뢰성을 결정하며, 파운드리와 팹리스 간의 연결 고리 역할.
- 시장 동향: OSAT 시장은 파운드리 성장과 함께 확대 중.
(6) 디자인하우스 및 IP 기업
- 역할: 팹리스와 파운드리 간 설계를 최적화하거나, 특정 설계 블록(셀 라이브러리)을 제공해 라이선스료를 획득.
- 특징: 백엔드 디자인(레이아웃 검증 등)을 지원하며, 반도체 설계의 효율성을 높임.
- 시장 동향: 팹리스 기업의 설계 복잡성 증가로 디자인하우스의 중요성 부각.
2. 주요 상장기업 (국내외)
(1) 파운드리 기업
- TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company) (대만, 상장: TWSE:2330, NYSE:TSM)
- 설명: 글로벌 파운드리 시장 점유율 1위(2024년 2분기 기준 62%). 3nm, 5nm 등 첨단 미세공정과 레거시 공정을 모두 수행하며, 애플, 엔비디아, AMD 등 주요 팹리스 기업과 협력. AI 및 스마트폰 반도체 수요로 2024년 3분기 매출 27% 성장.
- 경쟁력: 순수 파운드리 모델로 고객사의 기술 유출 우려를 최소화. EUV 장비 다수 보유 및 강력한 생태계 구축.
- 삼성전자 (Samsung Electronics) (한국, 상장: KRX:005930)
- 설명: 파운드리 시장 점유율 2위(2024년 4분기 기준 8.1%). 메모리 반도체 1위 기업이지만, 시스템 반도체와 파운드리에서도 성장 중. 3nm GAA 공정 양산 성공, 테슬라와 22.8조 원 규모 계약 체결(2025~2033년).
- 경쟁력: 글로벌 생산 네트워크(한국, 미국)와 SAFE™ 파트너십을 통한 생태계 구축. 빅칩 생산 경험은 TSMC 대비 부족.
- UMC (United Microelectronics Corporation) (대만, 상장: TWSE:2303, NYSE:UMC)
- 설명: 시장 점유율 6%(2024년 2분기). 14nm 이상 레거시 공정에 특화, 자동차 및 산업용 반도체 생산 주력.
- 경쟁력: 첨단 공정 대신 안정적 레거시 시장 공략.
- 글로벌파운드리 (GlobalFoundries) (미국, 상장: NASDAQ:GFS)
- 설명: 시장 점유율 6%. 레거시 공정 위주로 운영하며, 산업용 및 군사용 반도체에 강점.
- 경쟁력: 미국 정부 지원으로 북미 시장 확장 중.
- SMIC (Semiconductor Manufacturing International Corporation) (중국, 상장: SSE:688981, HKEX:0981)
- 설명: 중국 최대 파운드리, 시장 점유율 5%. 7nm 공정 성공 및 화웨이와 협력으로 성장. 미국 제재에도 불구하고 중국 내수 시장 공략.
- 경쟁력: 중국 정부 지원과 현지화 전략으로 가동률 90% 이상 유지.
- DB하이텍 (한국, 상장: KRX:000990)
- 설명: 아날로그 및 혼합신호 반도체 중심의 중소규모 파운드리. 레거시 공정(180nm~65nm) 위주로 자동차, 산업용 반도체 생산.
- 경쟁력: 틈새 시장에서 안정적 수익 창출.
- SK하이닉스시스템IC (한국, 비상장, SK하이닉스 자회사)
- 설명: SK하이닉스의 파운드리 자회사로, 중국 시장 공략을 위해 공장 이전 중. 키파운드리 인수로 생산 능력 확대.
- 경쟁력: 중국 팹리스 시장과 SK그룹의 지원.
(2) 팹리스 기업
- 엔비디아 (NVIDIA) (미국, 상장: NASDAQ:NVDA)
- 설명: GPU 및 AI 칩 설계의 선두주자. TSMC와 삼성전자에 위탁 생산. AI 수요 급증으로 파운드리 수요 견인.
- AMD (Advanced Micro Devices) (미국, 상장: NASDAQ:AMD)
- 설명: CPU, GPU 설계 전문. TSMC와 긴밀히 협력하며 HPC 및 게임용 칩 생산.
- 퀄컴 (Qualcomm) (미국, 상장: NASDAQ:QCOM)
- 설명: 모바일 AP(스냅드래곤) 설계로 유명. 삼성전자 및 TSMC에 위탁 생산.
- 애플 (Apple) (미국, 상장: NASDAQ:AAPL)
- 설명: 아이폰, 맥북용 AP 설계. TSMC에 전량 위탁, 전체 매출의 27% 기여.
- 실리콘웍스 (한국, 상장: KRX:108320)
- 설명: 디스플레이 구동칩(DDI) 및 아날로그 반도체 설계. 한국 팹리스 중 경쟁력 있는 기업.
(3) 반도체 장비 기업
- ASML (네덜란드, 상장: NASDAQ:ASML, AEX:ASML)
- 설명: EUV 포토리소그래피 장비의 독점 공급자. 첨단 공정(7nm 이하)에 필수. TSMC, 삼성전자 주요 고객.
- 어플라이드 머티리얼즈 (Applied Materials) (미국, 상장: NASDAQ:AMAT)
- 설명: 증착, 에칭, CMP 등 다양한 공정 장비 공급. 글로벌 시장 선두.
- 람 리서치 (Lam Research) (미국, 상장: NASDAQ:LRCX)
- 설명: 에칭 및 증착 장비 전문. 첨단 공정에서 강점.
- 세메스 (SEMES) (한국, 비상장, 삼성전자 자회사)
- 설명: 한국 장비 업체 중 세계 13위. 삼성전자 및 기타 파운드리向け 장비 공급.
- 원익IPS (한국, 상장: KRX:240810)
- 설명: 증착 장비 전문. 파운드리 및 메모리 반도체 장비 공급.
- 유진테크 (한국, 상장: KRX:084370)
- 설명: 반도체 및 디스플레이 장비 제조. 틈새 시장에서 경쟁력.
(4) 반도체 소재 및 부품 기업
- 솔브레인 (Soulbrain) (한국, 상장: KRX:357780)
- 설명: 포토레지스트, 고순도 화학물질 공급. 삼성전자, SK하이닉스 주요 파트너.
- 동진쎄미켐 (Dongjin Semichem) (한국, 상장: KRX:005290)
- 설명: 포토레지스트 및 CMP 슬러리 전문. 첨단 공정 소재 공급.
- 한솔케미칼 (Hansol Chemical) (한국, 상장: KRX:014680)
- 설명: 반도체용 고순도 과산화수소 및 기타 화학 소재 공급.
- 신에츠 케미칼 (Shin-Etsu Chemical) (일본, 상장: TYO:4063)
- 설명: 실리콘 웨이퍼 및 포토레지스트 글로벌 리더.
- JSR Corporation (일본, 상장: TYO:4185)
- 설명: 포토레지스트 및 CMP 소재 전문. TSMC, 삼성전자 공급.
(5) 후공정(OSAT) 기업
- ASE Technology (대만, 상장: TWSE:3711, NYSE:ASX)
- 설명: 글로벌 OSAT 시장 1위. 패키징 및 테스트 서비스 제공.
- 앰코 테크놀로지 (Amkor Technology) (미국, 상장: NASDAQ:AMKR)
- 설명: OSAT 시장 2위. 삼성전자, TSMC와 협력.
- 하나마이크론 (Hana Micron) (한국, 상장: KRX:067310)
- 설명: 반도체 패키징 및 테스트 전문. 삼성전자 주요 파트너.
(6) 디자인하우스 및 IP 기업
- Arm Holdings (영국, 상장: NASDAQ:ARM)
- 설명: 반도체 IP(셀 라이브러리) 제공. 스마트폰, IoT 칩 설계의 핵심.
- 시놉시스 (Synopsys) (미국, 상장: NASDAQ:SNPS)
- 설명: EDA 소프트웨어 및 IP 제공. 설계 최적화 전문.
- 케이던스 디자인 시스템즈 (Cadence Design Systems) (미국, 상장: NASDAQ:CDNS)
- 설명: EDA 및 설계 서비스 제공. 파운드리와 팹리스 연결.
3. 국내외 파운드리 산업 동향
- 글로벌 시장: TSMC가 시장을 주도하며, AI 및 스마트폰 수요로 2024년 매출 27% 성장. 삼성전자는 3nm GAA 공정으로 TSMC 추격 중이나, 빅칩 생산 경험 부족으로 점유율 격차 확대.
- 한국 시장: 삼성전자와 SK하이닉스 중심으로 파운드리 및 소재·장비 산업 성장. 정부의 공적 파운드리 추진 및 팹리스 생태계 조성 노력.
- 지정학적 요인: 미국의 반도체 국내 복귀 정책과 중국의 자급화 전략으로 글로벌 공급망 변화 예상. 대만 TSMC의 실리콘방패 전략과 미국의 압박 충돌 가능성.
4. 결론
파운드리 산업은 반도체 생태계의 핵심으로, 팹리스, 장비, 소재, 후공정, 디자인하우스 등 다양한 구성요소가 상호작용합니다. TSMC, 삼성전자 등 주요 파운드리 기업과 이를 지원하는 소재·장비·OSAT 기업들은 AI, 5G, 자율주행 등 첨단 산업의 성장에 따라 지속적인 수요 증가를 맞이할 전망입니다. 한국은 삼성전자, SK하이닉스, 소재·장비 기업들을 중심으로 글로벌 경쟁력을 강화하고 있으며, 정부의 지원과 생태계 확장이 중요 과제로 부각되고 있습니다.
