2021년 반도체 산업 전망

2021년 메모리 반도체는 수요 회복과 공급 제약으로 구조적인 Big Cycle이 전망된다.

 

① 메모리 반도체는 전방 재고 소진 이후 Restocking으로 이어져, 기저 효 과 강도가 다른 IT 부품 대비 돋보일 전망이다.

② 신규 콘솔 게임 출시는 코로 나19 회복이 지연될 경우, 집콕 수요로 수요 방어막 역할을 할 전망이다.

③ 인텔 신규 플랫폼 출시는 서버 교체 수요에,

④ 5G 스마트폰 확대는 스마트폰 내 탑재량 증가에 긍정적이다.

⑤ DDR5는 DRAM 교체 수요를 자극할 전망이다.

 

공급 측면에서는 기술 변화에 의한 공급 제약이 예상된다. DRAM에서 DDR5 적용, EUV 도입, NAND에서 Double Stack 적용이 2021년부터 본격화될 전망인 데 모두 공급 증가율을 둔화시킬 전망이다. 수요 회복 시 공급 대응이 늦어져 수급 불균형이 심화되고 상승 Cycle이 장기화될 전망이다.

 

1. 기저 효과

 

2020년 DRAM 출하 Bit Growth에 대한 시장 전망치는 올해 초 20% 내외에 육박했다. 美-中 분쟁에 의해 부진했던 2019년 반도체 수요가 기저 효과로 회복될 것이라는 전망이 대부분이었다. 그런데 코로나19 발생으로 매크로 수요가 부진하 면서, 기저효과가 발생하지 못했다. 2020년에 매크로 영향으로 예상 대비 부진했던 IT 수요가 2021년에는 이연된 수요로 인해 기저 효과 가능성이 매우 높다.

 

 

2. 인텔 신규 플랫폼 출시

 

인텔은 8/13 Architecture Day 2020을 통해 10nm 기반 SuperFin 공정 기술을 발표했다. 22nm 선폭부터 적용해 온 기존 FinFET 공정을 개선한 기술로 차세대 TigerLake에 적용될 예정이다. SuperFin 구조는 소스와 드레인 사이의 결정 구조를 확장하여 전류를 증가시킨다. 그리고 Super MIM Capacitor와 신규 High-K 유전체 사용으로 정전용량을 5배 향상시켰다. 인텔은 SuperFin 공정을 탑재하여 2020년 연말 차세대 모바일 프로세서 용으로 출시할 예정이며, 2021년에는 데이터센터 제품 군에 초점을 맞출 예정이다. 인텔 CPU 성능 개선은 서버 반도체 수요에 긍정적이다. 데이터센터 성능 개선을 위한 인텔 신규 CPU 탑재가 본격화될 전망이다.

 

 

3. DDR5 전환

 

DDR5 전환이 2021년부터 본격화될 전망이다. 2021년 인텔의 신규 플랫폼에서 DDR5를 지원할 예정이다. DDR5는 2020년 스마트폰에 이어 2021년 서버 및 PC에 본격 침투할 전망이다. 고성능/저전력 구현으로 서버 신규 수요뿐만 아니 라 교체 수요로 연결될 수 있기 때문에 DRAM 수요에도 긍정적이다. DDR5가 활성화되어 일반화될 경우에는, 서버 및 PC의 기본 메모리 탑재 용량이 증가할 전망이다.

 

2014년 DDR4 전환이 본격화된 후 7년만에 2021년부터 DDR5 전환이 시작될 전망이다. DDR4에서 DDR5로 변경될 경우 크게 개선되는 것은 속도와 전력량이다. DDR5를 탑재할 경우 DDR4 대비 데이터 전송 속도가 대폭 증가하며 전력 소모량이 감소한다. DDR5는 DDR4 대비 칩사이즈가 10~15% 증가할 전망 이다. DDR4가 DDR5로 전환되는데 소요되는 시간이 3~4년이라고 가정할 경우, 2021년부터 DRAM 공급증가율은 연간 3%p씩 둔화한다.

 

 

4. 공급 제약으로 하방 경직성을 확보

 

2021년 생산을 위한 2020년 메모리 투자는 거의 없다. 2H20부터는 전환 투자 성격의 캐파 증설도 미루고 있는 것으로 파악된다. 장비 발주 후 웨이퍼 출하까 지 보통 9개월 정도의 시간이 소요된다는 점을 감안하면, 2021년 메모리 생산은 공정기술에만 의존해야 한다. 이에 2021년 메모리 생산 Bit Growth는 DRAM 수요 Bit Growth가 평년 수준(15-20%)으로만 회복되기만 해도, 2021년 DRAM 생산 Bit Growth가 10% 내외에 그칠 것이기 때문에 2021년 DRAM 수급은 극심한 공급부족이 전망된다.

 

 

5. EUV

 

삼성전자는 2021년부터 DRAM 1Anm에서 EUV를 적용할 전망이다. DRAM 공정에서 EUV가 도입되면, 노광장비 신규 구매에 따른 비용 증가와 선폭 미세화에 따른 원가 개선이 동시에 발생한다. DRAM 1Anm부터 원가 개선 폭이 비용 증가 폭을 능가할 전망이다. 다만 DRAM 공급 제약은 추가적으로 심화될 전망이다. 그리고 DRAM EUV 도입은 각 업체들의 개발 속도에 따라 기술 격차 폭이 확대/축소될 전망이어서, 업황에 중요한 변곡점이 될 수 있다.

 

6. NAND의 Double Stacking 적용

 

삼성전자가 도시바, SK하이닉스, 마이크론 대비 NAND 영업이익률이 월등히 높다. 삼성전자의 3D NAND 적용 단수는 후발업체들 대비 큰 차이가 나지 않는다. 삼성전자가 압도적인 NAND 이익률을 확보한 가장 큰 이유는 다른 업체들과 달 리 Single Stack으로 3D NAND 공정 기술을 구현하고 있기 때문이다(다른 업체들은 Double Stack 적용 등으로 Step 수가 월등히 많은 것으로 추정). 삼성전자는 차세대 공정인 128단에서도 Single Stack을 적용하고 있다.

 

삼성전자는 후발업체와의 영업이익률 격차를 활용하여, NAND M/S를 추가적으 로 상승시킬 기회를 가지고 있다. NAND 후발업체들의 현재 수익성이 삼성전자 와 달리 CAPEX를 단행하기 부담스럽기 때문이다. 이에 연말 삼성전자의 추가 투자로 NAND 턴어라운드는 DRAM 대비 다소 늦을 전망이다.

 

그런데 128단 다음 공정에서는 삼성전자도 어쩔 수 없이 Double Stack을 적용할 것으로 예상된다. 후발 업체들은 동일 단수에서 Double Stack도 어려울 전망이다. 이는 NAND 업계 전반적으로 Step 수 증가, CAPEX 증가, 원가 부담 등으로 연 결되어 공급 제약 심화를 발생시킬 전망이다. 지난 2015~17년 3D NAND 도입 초창기에 확인했던 공급 제약에 따른 Big Cycle을 재차 기대할 수 있는 이유다.

 

출처: 신한금융투자, DRAMeXchange, 인텔

 

뜨리스땅

 

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