반도체 산업

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HS4 무역 분류에 따른 2016년 국가별 전자 집적 회로 수출
UN 일치된 상품 설명 및 코딩 시스템 4에 의한 2016년 개별 반도체의 수출

반도체 산업(半導體 産業, 영어: semiconductor industry)은 반도체 설계제조에 종사하는 기업들로 구성된 산업이다. 반도체 산업은 1960년 경에 반도체 소자 제조가 실행 가능한 사업이 된 후에 형성되었다. 업계의 연간 반도체 매출액은 2018년 기준으로 4,810억 달러 이상으로 성장했다.[1] 반도체 산업은 2011년 기준 연간 전력 전자 제품 매출이 2,180억 달러,[2] 2020년에는 연간 가전제품 매출이 2조 9천억 달러,[3] 2019년에 하이테크 산업 매출이 5조 달러에 이를 것으로 보이며,[4] 2017년에는 29조 달러가 넘는 전자 상거래[5]전자산업 확대의 원동력이 되고 있다.[6]

가장 널리 사용되는 반도체 소자는 MOSFET(금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터 또는 MOS 트랜지스터)[7]으로 1959년에 벨 연구소마틴 아탈라강대원이 발명했다.[8][9] MOSFET 스케일링 및 소형화는 1960년대 이후 반도체 기술의 급속한 기하급수적 성장의 주요인이었다.[10][11] 모든 트랜지스터의 99.9%를 차지하는 MOSFET은 반도체 산업의 원동력이자 역사상 가장 널리 제조된 장치이며,[12][13] 1960년대에서 2018년 사이에 1.3 × 1022개의 MOSFET이 제조되었다.[12]

산업 구조[편집]

전세계 반도체 산업은 미국, 대한민국, 대만, 일본, 네덜란드의 기업들이 지배하고 있다.

업계의 고유한 특징은 지속적인 성장을 하고 있지만 변동성이 높은 주기적인 패턴을 가지고 있다. 현재 반도체 산업의 20년 평균 성장률은 약 13%이지만, 이는 평균 이상의 시장 변동성을 동반하며 극적인 주기적 변동은 아니지만 상당한 변동을 초래할 수도 있다. 이는 반도체 소자를 내장하고 있는 많은 제품들의 수명 주기가 매우 짧은 경우가 많기 때문에 시장의 급속한 변화 속도에 지속적으로 대응하기 위해서 높은 수준의 유연성과 혁신이 필요했다.

반도체 산업의 지속적인 가격 대비 성능의 향상 속도는 엄청나다. 결과적으로 반도체 시장의 변화는 매우 빠르게 일어나기 때문에 보다 느린 속도로 발전하는 산업들의 변화를 예상할 수 있게 한다. 반도체 산업은 전체 전자 제품 가치 사슬의 핵심적인 동인이자 기술적으로 가능하게 하는 요인으로 널리 인식되고 있다.[14]

반도체 판매[편집]

매출[편집]

연간 반도체 매출 (1987–2018)
연도 수익 (명목) 수익 (인플레이션) 비고
2018 $481,090,000,000 $489,820,000,000 [1]
2017 $420,390,000,000 $438,480,000,000 [1]
2016 $345,850,000,000 $368,440,000,000 [1]
2015 $335,170,000,000 $361,520,000,000 [15]
2014 $335,840,000,000 $362,700,000,000
2013 $305,580,000,000 $335,400,000,000
2012 $291,560,000,000 $324,690,000,000
2011 $299,520,000,000 $340,420,000,000
2010 $298,320,000,000 $349,760,000,000
2009 $226,310,000,000 $269,700,000,000
2008 $280,000,000,000 $332,000,000,000
2007 $255,600,000,000 $315,200,000,000 [16]
2006 $247,700,000,000 $314,100,000,000
2005 $227,000,000,000 $297,000,000,000 [15]
2004 $213,000,000,000 $288,000,000,000
2000 $204,000,000,000 $303,000,000,000
1995 $144,000,000,000 $242,000,000,000
1992 $60,000,000,000 $109,000,000,000
1990 $51,000,000,000 $100,000,000,000
1987 $33,000,000,000 $74,000,000,000
2017년 매출 내역[1]
산업 부문 수익 시장 점유율 비고
메모리 $1,240억 30% [17]
로직 $1,022억 25%
마이크로프로세서 $639억 16%
전력 반도체 $368억 9% [18]
합계 $4203.9억 100%
2008 매출 내역
반도체 유형 수익 시장 점유율 비고
실리콘 MOS 집접 회로 칩 $2,500억 89.3% [19]
화합물 반도체 $200억 7.1%
전력 반도체 소자 $100억 3.6% [20]
합계 $2,800억 100%

시장 점유율[편집]

반도체 시장 점유율 (1980–2005)
반도체 유형 2008 2005[21] 2000[22] 1995[21] 1990[21] 1987[23] 1985[21] 1982[23] 1980[21]
실리콘 MOSFET >90% 90% 88% 84% 74% 64% 59% 55% 53%
III-V 반도체 <7% 4% 4% 2% 1% 1% 1% 1% 1%
실리콘 양극성 접합 트랜지스터 <3% 6% 8% 14% 25% 35% 40% 44% 46%
MOSFET 시장 점유율 (1985–2000)
MOSFET 제조 공정 2003[23] 2000[21] 1990[21] 1987[23] 1985[21] 1982[23]
CMOS 99% 99% 88% 61% 47% 22%
PMOS 및 NMOS 1% 1% 12% 39% 53% 78%
마이크로프로세서 시장 점유율 (2005)[22]
산업 부문 시장 점유율
컴퓨터주변기기 32.3%
가전제품 21.2%
통신기기 16.5%
전력 전자기기 14.3%
군사기술 및 우주산업 11.5%
자동차 일렉트로닉스 4.2%

대기업[편집]

반도체 대기업 (연간 반도체 판매순)
순위 2018[24] 2017[24] 2011[25] 2006[26] 2000[26] 1995[26] 1992[27] 1990[26] 1986[28] 1985[26] 1975[28]
1 삼성전자 삼성전자 인텔 인텔 인텔 인텔 NEC NEC NEC NEC TI
2 인텔 인텔 삼성전자 삼성전자 도시바 NEC 도시바 도시바 도시바 TI 모토로라
3 SK하이닉스 TSMC TSMC TI NEC 도시바 인텔 히타치 히타치 모토로라 필립스
4 TSMC SK하이닉스 TI 도시바 삼성전자 히타치 모토로라 인텔 ? 히타치 ?
5 마이크론 마이크론 도시바 ST TI 모토로라 히타치 모토로라 ? 도시바
6 브로드컴 브로드컴 르네사스 르네사스 모토로라 삼성전자 TI 후지쯔 ? 후지쯔
7 퀄컴 퀄컴 퀄컴 하이닉스 ST TI ? 미쓰비시 ? 필립스
8 도시바 TI ST 프리스케일 히타치 IBM 미쓰비시 TI ? 인텔
9 TI 도시바 하이닉스 NXP 인피니온 미쓰비시 ? 필립스 ? 내셔널
10 엔비디아 엔비디아 마이크론 NEC 필립스 현대전자 ? 파나소닉 ? 파나소닉
주요 반도체 회사
회사명 본사 소재 국가 제조 유형[29] 하드웨어 제품
삼성전자 대한민국의 기 대한민국 IDM 낸드 플래시 메모리, DRAM, CMOS 센서, RF 트랜시버, OLED 디스플레이, SSD
인텔 미국의 기 미국 IDM
TSMC 타이완의 기 타이완 파운드리
SK하이닉스[a] 대한민국의 기 대한민국 IDM
마이크론[b] 미국의 기 미국 IDM DRAM, NAND 플래시 메모리, SSD, 노어 플래시 메모리, 멀티 칩 패키지
퀄컴 미국의 기 미국 팹리스
브로드컴 미국의 기 미국 팹리스
도시바 일본의 기 일본 IDM
텍사스 인스트루먼트 (TI) 미국의 기 미국 IDM
아날로그 디바이스 미국의 기 미국 IDM 증폭기, 데이터 컨버터, 오디오 및 비디오 제품, RF 및 마이크로파, 센서, MEMS
마이크로칩 미국의 기 미국 IDM 마이크로컨트롤러 및 아날로그 반도체
NXP 네덜란드의 기 네덜란드/미국의 기 미국 IDM
미디어텍 타이완의 기 타이완 팹리스
인피니온 독일의 기 독일 IDM
ST마이크로일렉트로닉스 스위스의 기 스위스 IDM
소니 일본의 기 일본 IDM
ARM 영국의 기 영국/미국의 기 미국 팹리스
AMD 미국의 기 미국 팹리스
엔비디아 미국의 기 미국 팹리스
르네사스[c] 일본의 기 일본 IDM
글로벌파운드리[d] 미국의 기 미국 파운드리
온 세미컨덕터 미국의 기 미국 IDM
UMC 타이완의 기 타이완 파운드리
애플 미국의 기 미국 팹리스
후지쯔 일본의 기 일본 IDM
히타치 일본의 기 일본 IDM
IBM 미국의 기 미국 팹리스
미쓰비시 일본의 기 일본 IDM
파나소닉 일본의 기 일본 IDM
맥심 인티그레이티드 미국의 기 미국
이미지네이션 테크놀로지 영국의 기 영국 팹리스

주:

  • 파운드리 – 파운드리 서비스를 전문으로 하는 회사이다. 이들은 제3자에게 디자인 서비스를 제공할 수도 있고 제공하지 않을 수도 있으며, 마스크(포토마스크) 마스킹, 반도체 패키징 및 테스팅 서비스를 제공할 수도 있으며, 다른 회사에 아웃 소싱을 할 수도 있다. 예를 들면 디자인, 테스팅 및 패키징 서비스를 제공하는 TSMC, 마스크 마스킹 서비스만 제공하는 TCE 포토마스크, 패키징 및 테스팅 서비스만 제공하는 칩포스 테크놀러지가 있다.
  • 종합 반도체 회사 (IDM) – 종합 반도체 회사는 파운드리 서비스를 제공하거나 제공하지 않을 수 있다.
  • 팹리스 – 팹리스 업체는 파운드리 서비스를 제공하지 않는다. 팹리스 업체는 제3자에게 디자인 서비스를 제공하거나 제공하지 않을 수 있다.

제품 출하량[편집]

반도체 소자 (생산량 추정 백만개)[30]
연도 광전자 센서 / 액추에이터 MOSFET[12]
1960–2001 ? ? 2,900,000,000,000,000
2002 23,164 1,654
2003 28,955 2,482
2004 38,056 3,310
2005 44,675 4,137
2006[31] 55,429 4,137
2007[32] 67,839 4,136
2008 76,939 4,964
2009 91,003 4,964
2010 97,622 6,619
2011 110,031 8,273
2012 129,886 11,583
2013 131,541 14,064
2014–2015 ? ? 10,100,000,000,000,000
2016[33][34] 217,200 17,376
2017–2018 ? ?
1960–2018 1,112,340+ 87,699+ 13,000,000,000,000,000

집적 회로[편집]

집적 회로 칩 (생산량 추정 백만개)[30]
연도 MOS 메모리 MPU / MCU 아날로그 로직 ASIC ASSP 합계
1960–1991 ? 15,000[35] ? ? ? ? 350,000[35]
1992[36] 3,706
1993[36] 4,060
1994[36] 4,938
1995[36] 6,092
1996[36] 6,206
1997 7,155[37] ? ? ? ? ? 60,100[32]
1998–1999 ? ? ? ? ? ? ?
2000[38] ? ? ? ? ? ? 89,100
2001 ? ? ? ? ? ? ?
2002 9,100 6,619 24,819 11,582 2,482 23,992 78,594
2003 10,755 6,618 30,611 14,064 1,655 25,646 89,349
2004 13,237 9,100 33,092 14,064 1,654 33,092 104,239
2005 15,719 8,273 37,229 14,891 2,481 38,056 116,649
2006[31] 18,201 10,755 43,020 18,200 2,482 45,501 141,600
2007[32] 23,992 12,409 48,811 18,201 3,309 45,502 156,000
2008 25,646 12,410 49,639 18,200 1,655 47,156 154,706
2009 28,128 11,582 43,020 14,892 2,482 43,847 143,951
2010[38] 33,919 16,546 57,084 19,028 1,654 57,911 189,800
2011 33,919 17,374 56,256 19,028 1,655 58,738 186,970
2012 34,747 17,373 57,084 17,373 1,655 57,083 185,315
2013 33,919 16,546 67,839 18,201 2,481 64,530 203,516
2014 ? 18,600[39] ? ? ? ? ?
2015 ? 22,058[40] ? ? ? ? 235,600[38]
2016[33][34] 43,440 21,174[40] 130,320 52,128 ? ? 342,416
2017 ? 25,797[40] ? ? ? ? 581,321[41]
2018 ? ? ? ? ? ? 634,700[41]
1960–2018 356,879+ 274,298+ 635,804+ 249,852+ 25,645+ 541,054+ 4,043,926+

개별 소자[편집]

개별 소자 (생산량 추정 백만대)[42][30]
연도 개별 트랜지스터 다이오드 합계
전력 반도체 소자 스몰-시그널 합계
1954–1956[43] ? ? 28 ? 28+
1957[43] ? ? 30 ? 30+
1958–1962 ? ? ? ? ?
1963[43] ? ? 303 ? 303+
1964–1965 ? ? ? ? ?
1966[44] ? ? 968 ? 968+
1967[44] ? ? 881 ? 881+
1968[44] ? ? 997 ? 997+
1969[43] ? ? 1,249 ? 1,249+
1970[44] ? ? 914 ? 914+
1971[43] ? ? 881 ? 881+
1972–2001 ? ? ? ? ?
2002 ? ? ? ? 232,472
2003 ? ? ? ? 245,708
2004 ? ? ? ? 287,901
2005 ? ? ? ? 290,382
2006[31] ? ? ? ? 321,820
2007[32] ? ? ? ? 356,566
2008 ? ? ? ? 324,301
2009 ? ? ? ? 289,555
2010 53,000[45] ? 53,000+ ? 371,458
2011 45,000 110,000 155,000 143,000 356,000
2012 ? ? ? ? 345,812
2013 44,000 103,000 147,000 146,000 358,000
2014 48,000 109,000 157,000 154,000 380,000
2015[38] 52,000 107,000 159,000 150,000 372,000
2016[33] 53,300 ? 53,300+ ? 382,272
2017 58,100 ? 58,100+ ? 58,100+
2018 62,800 ? 62,800+ ? 62,800+
1954–2018 416,200+ 429,000+ 851,451+ 593,000+ 5,041,398+

지역별[편집]

판매[편집]

다음의 국가 또는 국가 연합에 본사를 두고 있는 제조 업체는 파운드리, 종합 반도체 회사(IDM), 팹리스, OSAT(외주 반도체 패키지 테스트) 부분의 판매 리더이다.[29]

순위 파운드리 IDM 팹리스 OSAT
1 타이완의 기 타이완 미국의 기 미국 미국의 기 미국 타이완의 기 타이완
2 미국의 기 미국 대한민국의 기 대한민국 타이완의 기 타이완 미국의 기 미국
3 중국의 기 중국 일본의 기 일본 중국의 기 중국 중국의 기 중국
4 이스라엘의 기 이스라엘 유럽 연합의 기 유럽 연합 유럽 연합의 기 유럽 연합 싱가포르의 기 싱가포르
5 대한민국의 기 대한민국 타이완의 기 타이완 일본의 기 일본 일본의 기 일본

미국에 본사를 두고 있는 제조업체는 미주 지역에 50% 이상 아시아 태평양 지역에 39%(일본 9% 포함), 유럽에 9%를 포함하여 전세계에 공장을 보유하고 있다.[29]

특허[편집]

2005년 기준 전세계 반도체 특허수의 국가별 순위는 다음과 같다.[46]

순위 국가 특허수 (대략)
1 일본의 기 일본 30,500
2 대한민국의 기 대한민국 13,500
3 미국의 기 미국 9,500
4 타이완의 기 타이완 4,000
5 중국의 기 중국 3,500
6 독일의 기 독일 2,500

같이 보기[편집]

주해[편집]

  1. 전신은 현대전자.
  2. 엘피다 메모리 및 파워칩 인수.
  3. 전신은 NEC Electronics.
  4. Chartered Semiconductor Manufacturing 인수.

각주[편집]

  1. “Semiconductors – the Next Wave” (PDF). Deloitte. April 2019. 2019년 10월 11일에 확인함. 
  2. “Power Electronics: A Strategy for Success” (PDF). 《Government of the United Kingdom》. Department for Business, Innovation and Skills. October 2011. 2019년 10월 11일에 확인함. 
  3. “Global Consumer Electronics Market to Reach US$ 2.9 Trillion by 2020 - Persistence Market Research”. 《PR Newswire》 (Persistence Market Research). 2017년 1월 3일. 2019년 10월 11일에 확인함. 
  4. “IT Industry Outlook 2019”. CompTIA. January 2019. 2019년 10월 11일에 확인함. 
  5. “Global e-Commerce sales surged to $29 trillion”. United Nations Conference on Trade and Development. 2019년 3월 29일. 2019년 10월 13일에 확인함. 
  6. “Annual Semiconductor Sales Increase 21.6 Percent, Top $400 Billion for First Time”. 《Semiconductor Industry Association》. 2018년 2월 5일. 2019년 10월 11일에 확인함. 
  7. Golio, Mike; Golio, Janet (2018). 《RF and Microwave Passive and Active Technologies》. CRC Press. 18–2쪽. ISBN 9781420006728. 
  8. “1960 - Metal Oxide Semiconductor (MOS) Transistor Demonstrated”. 《The Silicon Engine》 (Computer History Museum). 
  9. “Who Invented the Transistor?”. 《Computer History Museum》. 2013년 12월 4일. 2019년 7월 20일에 확인함. 
  10. Lamba, V.; Engles, D.; Malik, S. S.; Verma, M. (2009). “Quantum transport in silicon double-gate MOSFET”. 《2009 2nd International Workshop on Electron Devices and Semiconductor Technology》: 1–4. doi:10.1109/EDST.2009.5166116. ISBN 978-1-4244-3831-0. 
  11. Gilder, George (1990). 《Microcosm: The Quantum Revolution In Economics And Technology》. Simon and Schuster. 88-9쪽. ISBN 9780671705923. 
  12. “13 Sextillion & Counting: The Long & Winding Road to the Most Frequently Manufactured Human Artifact in History”. 《Computer History Museum》. 2018년 4월 2일. 2019년 7월 28일에 확인함. 
  13. Baker, R. Jacob (2011). 《CMOS: Circuit Design, Layout, and Simulation》. John Wiley & Sons. 7쪽. ISBN 978-1118038239. 
  14. Staff, ReportLinker. “Global Semiconductor Market Outlook 2022.” January 13, 2016. February 19, 2016.
  15. “Semiconductor sales revenue worldwide from 1987 to 2020 (in billion U.S. dollars)”. 《Statista》. 2019년 7월 4일. 2019년 10월 11일에 확인함. 
  16. “Global Chip Sales Hit $255.6 Billion in 2007”. 《Semiconductor Industry Association》. 2008년 2월 1일. 2019년 10월 11일에 확인함. 
  17. “Annual Semiconductor Sales Increase 21.6 Percent, Top $400 Billion for First Time”. Semiconductor Industry Association. 2018년 2월 5일. 2019년 7월 29일에 확인함. 
  18. “Global Power Semiconductor Market 2017-2018 to 2023: Analysis by Material, Component, Industry and Region”. 《Business Wire》 (Research and Markets). 2018년 10월 2일. 2019년 10월 11일에 확인함. 
  19. Woodall, Jerry M. (2010). 〈Non-Silicon MOSFET Technology: A Long Time Coming〉. 《Fundamentals of III-V Semiconductor MOSFETs》. Springer Science & Business Media. 1쪽. ISBN 9781441915474. 
  20. “Power Transistors to Hit Another Sales Record After Growth Bubble Ends”. 《IC Insights》. 2019년 5월 14일. 2019년 10월 11일에 확인함. 
  21. Schwierz, Frank; Wong, Hei; Liou, Juin J. (2010). 《Nanometer CMOS》. Pan Stanford Publishing. 6쪽. ISBN 9789814241083. 
  22. Asthana, Rajiv; Kumar, Ashok; Dahotre, Narendra B. (2006). 《Materials Processing and Manufacturing Science》. Elsevier. 488쪽. ISBN 9780080464886. 
  23. Veendrick, Harry (2000). 〈Preface to First and Second Edition〉. 《Deep-Submicron CMOS ICs: From Basics to ASICs》 (PDF) 2판. Kluwer Academic Publishers. ISBN 9044001116. 
  24. Manners, David (2018년 11월 14일). “Top Ten (+5) Semiconductor Companies 2018”. 《Electronics Weekly》. 2019년 6월 15일에 확인함. 
  25. “Top 25 2011 Semiconductor Sales Ranking”. 《IC Insights》. 2012년 4월 5일. 2019년 7월 9일에 확인함. 
  26. “Tracking the Top 10 Semiconductor Sales Leaders Over 26 Years”. 《Semiconductor Market Research》 (IC Insights). 2011년 12월 12일. 
  27. “WORLDWIDE IC MANUFACTURERS” (PDF). Smithsonian Institution. 1997. 2019년 7월 10일에 확인함. 
  28. “1980s Trends in the Semiconductor Industry”. 《Semiconductor History Museum of Japan》. 2019년 7월 10일에 확인함. 
  29. “BEYOND BORDERS: THE GLOBAL SEMICONDUCTOR VALUE CHAIN” (PDF). Semiconductor Industry Association. May 2016. 2019년 7월 10일에 확인함. 
  30. Bahai, Ahmed (2015). “Innovation in Power Electronics” (PDF). 《SEMICON West》. Texas Instruments. 2019년 10월 23일에 확인함. 
  31. “Semiconductor Unit Shipments To Exceed One Trillion Devices in 2016”. 《IC Insights》. 2014년 2월 18일. 2019년 10월 15일에 확인함. 
  32. “Semiconductor Unit Shipments To Exceed One Trillion Devices in 2017”. 《IC Insights》. 2015년 2월 17일. 2019년 10월 15일에 확인함. 
  33. Manners, David (2017년 3월 10일). “Semi units to hit a trillion next year”. 《Electronics Weekly》. 2019년 10월 15일에 확인함. 
  34. “Research Report on China Integrated Circuit Industry, 2018-2022: In 2017, Sales Value of Local IC Companies Reached Approximately USD 80.15 Billion”. 《GlobeNewswire》. 2018년 5월 8일. 2019년 10월 15일에 확인함. 
  35. Port, Otis (1996년 12월 9일). “The Silicon Age? It's Just Dawning”. Bloomberg News. 2019년 10월 15일에 확인함. 
  36. “The MOS Memory Market” (PDF). 《Integrated Circuit Engineering Corporation》. Smithsonian Institution. 1997. 1-7쪽. 2019년 10월 16일에 확인함. 
  37. “MOS Memory Market Trends” (PDF). 《Integrated Circuit Engineering Corporation》. Smithsonian Institution. 1998. 2019년 10월 16일에 확인함. 
  38. McGrath, Dylan (2016년 3월 8일). “Semiconductor Shipments to Top 1 Trillion Units in 2018”. 《EE Times》. 2019년 10월 15일에 확인함. 
  39. Roos, Gina (2015년 2월 4일). “Microcontroller Market Continues to Strengthen”. 《EPS News》. 2019년 10월 26일에 확인함. 
  40. “Microcontroller sales set to soar, says IC Insights”. 《Eectronic Specifier》. 2018년 9월 13일. 2019년 10월 29일에 확인함. 
  41. “Global and China $578 Bn Integrated Circuit Industries Markets, 2014-2018 & 2019-2023”. 《PR Newswire》 (Research and Markets). 2019년 6월 5일. 2019년 10월 24일에 확인함. 
  42. “Global discrete semiconductor shipments by type 2011-2020”. 《Statista》. 2019년 10월 15일에 확인함. 
  43. Butrica, Andrew J. (2015). 〈Chapter 3: NASA's Role in the Manufacture of Integrated Circuits〉. Dick, Steven J. 《Historical Studies in the Societal Impact of Spaceflight》 (PDF). NASA. 149–250쪽. ISBN 978-1-62683-027-1. 
  44. 《Electronic receiving tubes and transistors production and maintenance workers at RCA Corporation plant》. United States Tariff Commission. 1971. A-15쪽. 
  45. Clarke, Peter (2011년 6월 24일). “Power transistor market set to grow 9% in 2011”. 《EE Times》. 2019년 10월 29일에 확인함. 
  46. “World Intellectual Property Report” (PDF). 《World Intellectual Property Organization》. 2015. 78쪽. 2019년 7월 8일에 확인함.