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반도체 산업

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목차

1. 개요

반도체 산업은 미국, 대한민국, 대만, 네덜란드 등의 기업들이 지배하며, 지속적인 성장과 높은 변동성을 특징으로 한다. 설계, 제조, 장비, 재료 등 다양한 기업들이 참여하는 거대한 산업으로, 팹리스, 파운드리, IDM 등의 구조를 갖는다. 디지털 반도체는 세대교체가 빠르고 초기 투자가 막대하며, 세계 시장을 목표로 생산된다. 2022년 반도체 매출은 6,016억 달러를 기록했으며, 메모리, 로직, 마이크로프로세서, 전력 반도체 등이 주요 분야이다. 삼성전자, 인텔 등이 시장을 선도하며, 한국은 파운드리와 IDM 분야에서 높은 점유율을 보인다. 반도체 산업은 환경 문제와도 밀접한 관련이 있으며, 친환경 소재 사용과 유해 물질 감축 노력이 이루어지고 있다.

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반도체 산업
지도 정보
산업 개요
산업 규모전 세계적으로 4810억 달러 규모 (2021년)
연간 성장률21.6% 증가 (2017년 ~ 2018년)
주요 시장컴퓨터
스마트폰
데이터 센터
자동차
통신 장비
의료 기기
사물 인터넷
주요 제품집적 회로 (IC)
개별 반도체 장치 (트랜지스터, 다이오드 등)
광전자 장치
센서
메모리
R&D 투자유럽에서 가장 R&D 집약적인 산업 분야
관련 산업소비자 가전 (2020년 2조 9천억 달러)
정보 기술 (2019년 5조 달러)
전자 상거래 (2019년 29조 달러)
역사
트랜지스터 발명존 바딘, 월터 브래튼 발명 (1947년)
윌리엄 쇼클리 발명 (1953년)
MOSFET 발명모하메드 아탈라와 강대원 발명 (1959년)
산업 성장1960년대 초: 집적 회로 등장
1970년대: 대규모 생산 시작
주요 기업텍사스 인스트루먼트
모토로라
인텔
기술
제조 공정반도체 소자 제조 참조
MOSFET 스케일링
공정 노드
주요 소재규소 (실리콘)
저마늄
갈륨비소
인듐 인화물
경제적 중요성
현대 경제현대 경제의 핵심 기술 및 산업
전자 제품대부분의 전자 제품에 필수 부품
국가 경쟁력국가 경쟁력의 핵심 요소
기타
생산량역사상 가장 많이 생산된 인공물
관련 용어반도체
나노전자
무어의 법칙
사회적 영향정보 혁명
디지털 경제
인공지능
자동화

2. 산업 구조

2016년 기준 국가별 또는 지역별 전자 집적 회로 수출량(HS4 무역 분류)


2016년 기준 국제 통일 상품 명칭 및 부호 체계 4에 따른 개별 반도체 수출량


전세계 반도체 산업은 미국, 대한민국, 대만, 네덜란드, 일본의 기업들이 주도하고 있으며, 이스라엘과 독일도 상당한 영향력을 가지고 있다.[14]

반도체 산업은 지속적인 성장을 보이지만, 변동성이 높은 주기적인 패턴을 보인다. 1980년대 이전에는 수직적으로 통합되어 있었으나, 현재는 파운드리 모델을 기반으로 분업화되어 있다.

디지털 반도체 생산은 초기 투자 비용(고정비)이 크지만, 생산량 증가에 따라 제품당 경비(변동비)는 급격히 감소한다. 따라서 경제적 이익을 위해 생산 설비는 항상 최대한 가동되며, 제품 가격 하락 시에도 생산 조정을 하기 어렵다.

반도체 산업은 설계, 제조, 제조 장비, 검사 장비, 유통, 판매, 재료 공급 등 다양한 분야의 기업들이 관계를 맺으며 거대한 산업계를 구성하고 있다.

; 빠른 세대교체

: 디지털 반도체는 집적도 향상 등을 통해 새로운 세대의 제품이 등장하면 성능 향상뿐만 아니라 제조 비용 절감도 이루어진다. 이 때문에 회로 소형화 기술을 중심으로 신기술 개발이 끊임없이 이루어진다.[54]

; IP 제공업체

: 자체적으로 설계한 회로 구성을 다른 회사에 사용권으로 판매하여 수익을 얻는 회사이다.[63]

; 디자인 하우스

: 설계 회사는 제조를 외주하지만, 제품 자체는 설계 회사의 소유이다. 반면 디자인 하우스는 설계 및 제조를 하는 반도체 기업으로부터 회로 설계의 전체 또는 일부를 위탁받아 수행하므로, 설계된 제품은 디자인 하우스의 소유가 아니다.[82]

2. 1. 설계 및 제조

반도체 산업은 크게 설계와 제조를 모두 하는 종합 반도체 회사(IDM), 설계만 담당하는 팹리스(Fabless) 회사, 제조만 담당하는 파운드리(Foundry) 회사로 나뉜다.[55][56]

구분설명
종합 반도체 회사 (IDM, Integrated Device Manufacturer)반도체 설계부터 제조, 판매까지 모든 과정을 자체적으로 수행하는 회사이다.[59]
팹리스 (Fabless)반도체 회로 설계를 전문으로 하며, 제조는 파운드리에 위탁한다.[60] 시장의 요구에 맞춰 회로를 설계하고, 생산은 전문 파운드리 회사에 맡긴다.
파운드리 (Foundry)반도체 생산 설비만 갖추고, 팹리스 회사나 IDM의 요청에 따라 반도체를 위탁 생산한다.[61] 주로 전 공정(웨이퍼 제조)을 담당하며, 후 공정(테스트 및 패키징)은 전문 회사에 맡기기도 한다.[62]



이 외에도, 특정 회로 설계(IP, Intellectual Property)를 다른 회사에 판매하는 IP 제공업체[63], 반도체 회사의 설계 업무 일부를 위탁받는 디자인 하우스[82] 등 다양한 형태의 회사들이 존재한다.

반도체는 크게 아날로그 반도체와 디지털 반도체로 나뉜다.[56]

구분설명
아날로그 반도체LED, 태양전지와 같은 개별 반도체와 음향기기 등에 사용되는 집적 회로(IC)가 있다.
디지털 반도체CPU, DRAM, SRAM, 플래시 메모리, 마이크로컨트롤러 등 다양한 제품이 있으며, 각 제품별로 전문화된 회사들이 존재한다.



21세기 현재, 첨단 반도체 제조 기술은 대만의 TSMC, 대한민국의 삼성, 미국의 인텔 3사가 주도하고 있다.[16]

2. 2. 제조 장비 및 검사 장비

반도체 제조 장비는 미세 공정과 고순도 환경을 위한 특수 장비이며, 전문 기업들이 제작하여 반도체 제조 기업에 판매한다.[64] 반도체 제조는 크게 포토마스크(레티클) 제작 공정, 전(前) 공정, 후(後) 공정으로 나뉜다.[65]

  • 포토마스크(레티클) 제작 공정: 레이저 노광 장치나 전자빔 노광 장치를 사용하여 포토마스크(레티클)를 제작한다.[66][67]
  • 전(前) 공정: 웨이퍼에 박막을 형성하고, 포토레지스트 도포 및 노광, 식각, CMP 공정을 통해 회로를 만든다.[70][71][75]
  • 후(後) 공정: 검사와 조립 공정으로 구성된다. 검사 공정에서는 LSI 테스터를 사용하거나,[76] 패키지 완성 후 버닝인 검사 등을 한다. 조립 공정에서는 다이싱,[77] 마운팅,[78] 와이어 본딩,[79], 사출 성형[80] 등을 거친다.


전 공정과 후 공정에서 사용되는 검사 장비는 전문 제조업체에서 생산한다. 웨이퍼 레벨 검사 장비는 메모리 테스터와 로직 테스터로 나뉘며, 웨이퍼 프로버와 DC 파라메트릭 테스터 등을 사용한다. 패키지 후 출하 전 검사로는 버닝인 장치가 있다.[83][84][82]

2. 3. 재료 및 기타 관련 산업

반도체 기판이 되는 실리콘 웨이퍼는 소재 업체에서 제조하여 반도체 제조업체에 판매한다. 소재 업체는 규소를 포함하는 암석에서 금속 실리콘을 추출하여 고순도로 제련한 후 실리콘 단결정을 만들고, 이를 얇은 원반 모양으로 잘라 실리콘 웨이퍼를 제조한다.

산업 규모의 웨이퍼는 직경이 4인치에서 시작하여 5인치, 6인치, 8인치로 점차 커지고 있으며, 2009년 현재는 12인치(300mm) 제품이 보급 단계에 있다.[85][82]

반도체 산업과 관련된 다른 산업으로는 초순수 제조업, 가스 및 진공 처리 산업, 테이프 재료 제조업체, 포장용 용기 및 트레이와 같은 플라스틱 제품 산업, 항공 운송 산업, 희토류의 공급원이자 도시광산으로 알려진 폐기물 재활용업으로서의 귀금속 산업, 클린룸의 중요 기술인 HEPA 및 ULPA와 같은 에어 필터 산업, 생산 관리 시스템 등을 구축하는 소프트웨어 산업(SECS/GEM) 등이 있다.

3. 반도체 판매

반도체 산업은 지속적으로 성장하지만, 높은 변동성을 가진 주기적인 패턴을 보인다. 20년 평균 성장률은 약 13%이지만, 시장 변동성이 커서 급격한 주기적 변동을 겪기도 한다.[109] 이는 반도체 소자를 사용하는 제품들의 수명이 짧은 경우가 많아, 시장 변화에 빠르게 대응해야 하기 때문이다.

반도체 산업은 전체 전자 제품 가치 사슬의 핵심 동력으로 여겨진다.[109] 반도체 유통 판매는 대형 반도체 제조사와 대형 전기 기기 제조사 간의 직접 거래, 그리고 중견기업 간 판매를 중개하는 반도체 상사를 통해 이루어진다. 소규모 판매는 부품점, 통신 판매, 온라인 판매 등으로 이루어진다.[86][82]

3. 1. 매출

연간 반도체 매출 (1987–2022)
연도매출액 (명목)비고
2022년6016.94억달러[18]
2021년5949.52억달러[18]
2020년4662.37억달러[19]
2019년4222.37억달러[19]
2018년4810.9억달러[20]
2017년4203.9억달러[20]
2016년3458.5억달러[20]
2015년3351.7억달러[21]
2014년3358.4억달러[21]
2013년3055.8억달러[21]
2012년2915.6억달러[21]
2011년2995.2억달러[21]
2010년2983.2억달러[21]
2009년2263.1억달러[21]
2008년2800억달러
2007년2556억달러[22]
2006년2477억달러[22]
2005년2270억달러[21]
2004년2130억달러[21]
2000년2040억달러[21]
1995년1440억달러[21]
1992년600억달러[21]
1990년510억달러[21]
1987년330억달러[21]



2017년 매출 내역[20]
산업 부문매출액시장 점유율비고
메모리1240억달러30%[23]
논리 회로1022억달러25%[23]
마이크로프로세서639억달러16%[23]
전력 반도체368억달러9%[24]
합계4203.9억달러100%



2008년 매출 내역
반도체 종류매출액시장 점유율비고
집적 회로 칩2500억달러89.3%[25]
화합물 반도체200억달러7.1%[25]
전력 트랜지스터100억달러3.6%[26]
합계2800억달러100%



마이크로프로세서 시장 점유율 (2022)[27]
산업 분야시장 점유율
컴퓨터 및 주변 기기32.3%
소비자 가전21.2%
통신 장비16.5%
산업용 전자 기기14.3%
국방 및 우주 항공 산업11.5%
운송 기술4.2%


3. 2. 시장 점유율

반도체 시장 점유율 (1980-2005)
반도체 유형20082005[117]2000[118]1995[117]1990[117]1987[119]1985[117]1982[119]1980[117]
실리콘 MOSFET90% 이상90%88%84%74%64%59%55%53%
III-V 반도체7% 미만4%4%2%1%1%1%1%1%
실리콘 양극성 접합 트랜지스터3% 미만6%8%14%25%35%40%44%46%



MOSFET 시장 점유율 (1985-2000)
MOSFET 제조 공정2003[119]2000[117]1990[117]1987[119]1985[117]1982[119]
CMOS99%99%88%61%47%22%
PMOS 및 NMOS1%1%12%39%53%78%



마이크로프로세서 시장 점유율 (2005)[118]
산업 부문시장 점유율
컴퓨터 및 주변기기32.3%
가전제품21.2%
통신기기16.5%
전력 전자기기14.3%
군사기술 및 우주산업11.5%
자동차 일렉트로닉스4.2%



마이크로프로세서 시장 점유율 (2022)[27]
산업 분야시장 점유율
컴퓨터 및 주변 기기32.3%
소비자 가전21.2%
통신 장비16.5%
산업용 전자 기기14.3%
국방 및 우주 항공 산업11.5%
운송 기술4.2%


4. 대기업



세계적인 반도체 대기업으로는 삼성전자, 인텔, TSMC, SK하이닉스, 마이크론 등이 있다.

반도체 대기업 (연간 반도체 판매순)[120][121][122][123][124]
순위20182017201120062000199519921990198619851975
1삼성전자삼성전자인텔인텔인텔인텔NECNECNECNECTI
2인텔인텔삼성전자삼성전자도시바NEC도시바도시바도시바TI모토로라
3SK하이닉스TSMCTSMCTINEC도시바인텔히타치히타치모토로라필립스
4TSMCSK하이닉스TI도시바삼성전자히타치모토로라인텔히타치
5마이크론마이크론도시바STTI모토로라히타치모토로라도시바
6브로드컴브로드컴르네사스르네사스모토로라삼성전자TI후지쯔후지쯔
7퀄컴퀄컴퀄컴하이닉스STTI미쓰비시필립스
8도시바TIST프리스케일히타치IBM미쓰비시TI인텔
9TI도시바하이닉스NXP인피니온미쓰비시필립스내셔널
10엔비디아엔비디아마이크론NEC필립스현대전자파나소닉파나소닉



주요 반도체 회사[125]
회사명본사 소재 국가제조 유형하드웨어 제품
삼성전자IDM낸드 플래시 메모리, DRAM, CMOS 센서, RF 트랜시버, OLED 디스플레이, SSD
인텔IDM
TSMC파운드리
SK하이닉스IDM
마이크론IDMDRAM, NAND 플래시 메모리, SSD, 노어 플래시 메모리, 멀티 칩 패키지
퀄컴팹리스
브로드컴팹리스
도시바IDM
텍사스 인스트루먼트 (TI)IDM
아날로그 디바이스IDM증폭기, 데이터 컨버터, 오디오 및 비디오 제품, RF 및 마이크로파, 센서, MEMS
마이크로칩IDM마이크로컨트롤러 및 아날로그 반도체
NXP/IDM
미디어텍팹리스
인피니온IDM
ST마이크로일렉트로닉스IDM
소니IDM
ARM/팹리스
AMD팹리스
엔비디아팹리스
르네사스IDM
글로벌파운드리파운드리
온 세미컨덕터IDM
UMC파운드리
애플팹리스
후지쯔IDM
히타치IDM
IBM팹리스
미쓰비시IDM
파나소닉IDM
맥심 인티그레이티드
이미지네이션 테크놀로지팹리스



특히, 삼성전자와 SK하이닉스는 대한민국의 대표적인 반도체 기업이다.

5. 제품 출하량

다음은 반도체 소자별 연간 생산량을 나타낸 표이다. 1960년부터 2018년까지 MOSFET의 누적 출하량은 13,000,000,000,000,000개 (13 sextillion)로 추정된다.[126]

반도체 소자 (생산량 추정 백만개)[126]
연도광전자센서 / 액추에이터MOSFET[107]
1960년–2001년??2,900,000,000,000,000
2002년23,1641,654
2003년28,9552,482
2004년38,0563,310
2005년44,6754,137
2006년[127]55,4294,137
2007년[133]67,8394,136
2008년76,9394,964
2009년91,0034,964
2010년97,6226,619
2011년110,0318,273
2012년129,88611,583
2013년131,54114,064
2014년–2015년??10,100,000,000,000,000
2016년[128][129]217,20017,376
2017년–2018년??
1960년–2018년1,112,340+87,699+13,000,000,000,000,000


5. 1. 집적 회로

집적 회로 칩 (생산량 추정 백만개)[126]
연도MOS 메모리MPU / MCU아날로그로직ASICASSP합계
1960-1991?15,000[130]????350,000[130]
1992[131]3,706
1993[131]4,060
1994[131]4,938
1995[131]6,092
1996[131]6,206
19977,155[132]?????60,100[133]
1998-1999???????
2000[134]??????89,100
2001???????
20029,1006,61924,81911,5822,48223,99278,594
200310,7556,61830,61114,0641,65525,64689,349
200413,2379,10033,09214,0641,65433,092104,239
200515,7198,27337,22914,8912,48138,056116,649
2006[127]18,20110,75543,02018,2002,48245,501141,600
2007[133]23,99212,40948,81118,2013,30945,502156,000
200825,64612,41049,63918,2001,65547,156154,706
200928,12811,58243,02014,8922,48243,847143,951
2010[134]33,91916,54657,08419,0281,65457,911189,800
201133,91917,37456,25619,0281,65558,738186,970
201234,74717,37357,08417,3731,65557,083185,315
201333,91916,54667,83918,2012,48164,530203,516
2014?18,600[135]?????
2015?22,058[136]????235,600[134]
2016[128][129]?21,174[136]?????
2017?25,797[136]?????
2018???????
1960-2018356,879+274,298+635,804+249,852+25,645+541,054+4,043,926+


5. 2. 개별 소자

개별 소자 (생산량 추정 백만대)[138][126][49][36]
연도개별 트랜지스터다이오드합계
전력용소신호용합계
1954년–1956년[139][50]2828+
1957년[139][50]3030+
1958년–1962년
1963년[139][50]303303+
1964년–1965년
1966년[140][51]968968+
1967년[140][51]881881+
1968년[140][51]997997+
1969년[139][50]1,2491,249+
1970년[140][51]914914+
1971년[139][50]881881+
1972년–2001년
2002년232,472
2003년245,708
2004년287,901
2005년290,382
2006년[127][38]321,820
2007년[133][44]356,566
2008년324,301
2009년289,555
2010년53,000[141][52]53,000+371,458
2011년45,000110,000155,000143,000398,000
2012년345,812
2013년44,000103,000147,000146,000358,000
2014년48,000109,000157,000154,000380,000
2015년[134][45]52,000107,000159,000150,000372,000
2016년[128][39]53,30053,300+382,272
2017년58,10058,100+58,100+
2018년62,80062,800+62,800+
1954년–2018년416,200+429,000+851,451+593,000+5,041,398+


6. 지역별

전세계 반도체 산업은 미국, 대한민국, 대만, 네덜란드 기업들이 주도하고 있다. 미국에 본사를 둔 제조업체는 전 세계에 공장을 보유하고 있으며, 미주 지역에 50% 이상, 아시아 태평양 지역에 39%, 유럽에 9%를 차지하고 있다.[125]

다음 표는 파운드리, 종합 반도체 회사(IDM), 팹리스, OSAT(외주 반도체 패키지 테스트) 분야의 판매 리더를 보여준다.[125]

순위파운드리IDM팹리스OSAT
1
2
3
4
5



대한민국은 파운드리 분야에서 대만에 이어 2위, IDM 분야에서 미국에 이어 2위를 차지하고 있다.

6. 1. 특허

2005년 기준 전 세계 반도체 특허 수의 국가별 순위는 다음과 같다.[142]

순위국가특허 수 (대략)
1일본30,500
2대한민국13,500
3미국9,500
4대만4,000
5중국3,500
6독일2,500



대한민국은 반도체 기술 특허 분야에서 높은 경쟁력을 보유하고 있으며, 더불어민주당은 지적 재산권 보호와 기술 혁신을 위한 정책 지원을 강화해야 한다는 입장이다.

7. 역사

전기 회로의 역사에서 반도체의 등장은 그 용도를 크게 확장하는 혁신적인 기술이었다. 18세기 중반 라이덴병과 18세기 말 전지 발명 이후, 전자기 유도의 발견과 백열전구의 발명으로 조명과 동력 분야에서 전기의 사용이 점차 확산되었다.

1906년 진공관의 발명으로 전기 신호를 증폭할 수 있게 되었지만, 수명이 짧고 신뢰성이 낮으며 소형화에 어려움이 있었다. 그러나 1939년 최초의 반도체 소자인 다이오드가 발명되고, 1948년 트랜지스터, 1950년대 집적 회로가 개발되면서 반도체 기술은 급격히 발전했다. 집적도는 기하급수적으로 향상되어 21세기 현재 반도체 산업은 호황기를 맞이하고 있다.

반도체 수요가 급증하면서 경제 안보와 관련된 핵심 분야로 부상했으며, 반도체 산업은 국력의 지표로 여겨지고 있다.[87]

8. 디지털 반도체 산업의 동향

초기 반도체는 트랜지스터 라디오를 대표하는 아날로그 제품만 존재했지만, 개인용 컴퓨터(PC)가 폭발적으로 보급된 1980년대를 기점으로 디지털 반도체 산업은 급성장하여 아날로그 반도체 산업 규모를 넘어섰다.

1980년대 이전에는 반도체 회사들이 자체 시설에서 칩을 설계하고 제조하는 수직적 통합 구조였다. 그러나 1969년 LSI를 시작으로 칩 설계만 담당하고 제조는 다른 회사에 맡기는 패브리스 반도체 회사가 등장했다. 1980년대 중반에는 TSMC와 UMC처럼 다른 회사의 설계를 제조하는 전문 파운드리가 등장하면서 산업 구조가 변화하기 시작했다.

오늘날 디지털 반도체 산업은 설계와 제조를 분리하는 파운드리 모델을 기반으로 발전하고 있다. 일부 집적 장치 제조업체는 여전히 설계와 제조를 모두 수행하지만, 파운드리 모델은 파운드리 간의 통합을 가속화시켰다.

8. 1. 거액 투자가 필요한 장치 산업

디지털 반도체 산업은 생산 설비(Fab)를 갖추기 위한 초기 투자가 매우 크기 때문에, 각 제품은 세계 시장을 목표로 생산되며, 세계적인 규모의 반도체 제조 회사가 되는 경향이 있다.[53]

웨이퍼 크기가 직경 300mm인 최첨단 팹을 새로 건설하고 제조 장비를 갖추는 데는 32~45nm 공정에서 35억달러~40억달러가 필요하다고 한다.[89] 2020년에 완공된 3나노미터 반도체를 제조할 수 있는 TSMC의 최신 공장은 195억달러가 들었다.[16]

이 때문에 디지털 반도체 업계에서는 자체적으로 설계와 제조를 모두 수행하는 기업과 설계와 제조를 각각 분업하는 기업으로 나뉜다. 2000년대 이후로는 설계부터 제조까지 모두 담당하던 기업들이 제조 부문을 아웃소싱하는 경향이 강해졌고, 이에 따라 전문 팹(Fab)이 급성장하고 있다.

8. 2. 미세화 경쟁

CPU 제조 분야를 선두로 반도체 제조 장비의 미세화가 진행되어, 2009년 현재 45nm(나노미터, 10억분의 1미터)에서 32nm로의 양산 단계로 전환되고 있으며, 가까운 장래에는 22nm로 이행될 것으로 예상된다.[90] GPGPU의 부상과 함께 GPU도 CPU를 따라 회로의 미세화가 진행되고 있다.[90] 양산 규모가 큰 플래시 메모리용 NAND형 플래시 메모리와 NOR형 플래시 메모리는 CPU와 GPU의 미세화를 따라가고 있으며, DRAM은 플래시 메모리보다 다소 미세화가 뒤처지는 경향이 있지만 양산 규모에서는 반도체 산업에서 큰 비중을 차지한다.[90]

8. 3. 2008년 후반의 불황

2008년 후반부터 시작된 세계적인 불황은 반도체 업계에도 영향을 미쳐, DRAM 제조업체들이 가장 큰 타격을 입었다. DRAM 시장점유율 1위인 한국 삼성을 제외하면, 2위 한국 하이닉스, 3위 독일 키몬다, 4위 일본 엘피다, 5위 미국 마이크론 등 주요 업체 모두 2008년 4분기에 큰 적자를 기록했고, 그중 일부 업체는 기업 존속이 위협받았다. 일본 엘피다 메모리는 대만 메모리(TMC) 등과의 사업 제휴로[91] 일시적으로 위기를 모면했지만, 독일 키몬다는 2009년 1월 파산 절차를 시작했다.

플래시 메모리 역시 출하량 감소와 함께 가격 급락으로 각 업체가 큰 적자를 기록했다. CPU 또한 예상 출하량이 부족하여 미국 인텔은 영업적자[92]를 기록했고, 미국 AMD는 큰 적자로 인해 인원 감축을 단행했다.

2009년 출시 예정인 윈도우 7도 마이크로소프트의 OS로서는 처음으로 경량화를 선언했으며,[93] 윈도우 비스타로의 전환도 더디게 진행되는 상황에서 DRAM과 CPU의 수요 증가가 얼마나 클지는 불투명하다.

8. 4. 솔리드 스테이트 드라이브 (SSD)

SSD는 플래시 메모리를 사용하여 2008년부터 본격적으로 보급되기 시작했다.[94]

8. 5. 최근 동향

전 세계 반도체 산업은 미국, 대만, 대한민국, 일본, 네덜란드 기업들이 주도하고 있으며, 이스라엘과 독일도 상당한 영향력을 가지고 있다.[14] 이 산업은 지속적인 성장과 함께 높은 변동성을 보이는 순환적 패턴을 보인다.

1980년대 이전에는 반도체 회사들이 자체 시설에서 칩을 설계하고 제조했지만, 시간이 지남에 따라 기능이 아웃소싱되었고, 오늘날 반도체 제조업체는 복잡한 공급망에 의존하고 있다. 1969년 LSI부터 칩 설계에만 집중하고 다른 회사에 제조를 의존하는 패브리스 반도체 회사가 등장했다. 1980년대 중반 TSMC와 UMC는 다른 회사의 설계 제조를 전문으로 하는 파운드리로 등장했다.

오늘날 이 산업의 상당 부분은 파운드리 모델을 기반으로 한다. 집적 장치 제조업체로 알려진 일부 회사는 반도체를 설계하고 제조한다. 파운드리 모델은 파운드리 간의 통합으로 이어졌다. 2021년 현재, 가장 발전된 반도체를 제조할 수 있는 회사는 대만의 TSMC, 대한민국의 삼성, 미국의 인텔 세 곳뿐이다.[16] 이는 파운드리 건설의 높은 자본 비용 때문이다. 2020년에 완공된 3나노미터 반도체를 제조할 수 있는 TSMC의 최신 공장은 195억달러가 들었다.[16]

인텔은 TSMC에 일부 생산을 아웃소싱하는 것을 고려하고 있다. 인텔은 현재 10나노미터 반도체만 생산할 수 있는 반면, TSMC와 삼성은 모두 5나노미터 반도체를 생산할 수 있다.[16] 미국에 본사를 둔 글로벌파운드리는 더 작은 공정 노드의 개발 비용이 급증함에 따라 가장 발전된 칩에 대해 12나노미터 공정을 사용한다.[17]

최근 반도체 산업은 미국과 중국과 같은 강대국에 집중되는 경향이 강해지고 있다.

9. 다른 산업과의 관계

21세기에는 많은 공산품에 반도체가 사용되므로, 특정 반도체 공장의 생산 중단은 다른 산업에 큰 영향을 미칠 수 있다.[95] 개별 반도체 공장이 조업을 정지한 경우에는 다른 공장으로 전환하는 기간만 기다리면 공급이 개선될 것이지만,[95] 실리콘 웨이퍼처럼 공장 수나 기업 수가 제한적인 경우에는 그 영향이 장기간에 걸칠 우려가 있다.

9. 1. 미래 유망 관련 산업

자동차와 항공기에서 반도체를 이용한 제어 장치의 활용은 21세기 초 현재에도 확대되고 있으며, 특히 자동차 산업에서는 기존의 엔진 제어 및 에어컨, 내비게이션과 같은 정보 장치뿐만 아니라, 전기 모터와 배터리와 함께 동력 장치의 주요 구성 요소로서 반도체를 이용한 전력 제어 용도에서 아날로그 반도체의 활용 확대가 눈앞에 다가오고 있다. 이와 마찬가지로, 가정에서도 에너지 절약을 목적으로 한 인버터 방식의 전력 제어 용도가 서서히 확실하게 확대되고 있으며, 미래에는 가정 내 발전이나 직류 송전과 같은 용도도 예상된다.

LED도 청색의 실용화로 백색 발광이 가능해짐에 따라, 조명 용도에서의 향후 활용이 기대된다. 태양 전지도 석유 에너지 의존 탈피와 이산화탄소 감소의 움직임과 생산 비용 및 발전 효율 향상을 포함한 향후 전개가 기대되고 있다.[96]

9. 2. 인접 기술

평면 TV와 같이 미세 가공이 요구되는 제품에서는 반도체 제조 기술이 배경이 된 것처럼, 의료용이나 과학 실험용 등 많은 정밀 가공이 필요한 제품에 반도체 산업에서 탄생한 첨단 기술이 사용되고 있다. MEMS라 불리는 새로운 전자 기계 분야에서는 3차원 가속도 센서와 같은 형태로 일반 소비자 제품에도 채용되기 시작하고 있다.

9. 3. 소프트웨어 산업

PC와 이를 둘러싼 다양한 업종으로 구성된 (소형) 컴퓨터 산업은 대체로 소프트웨어 산업과 하드웨어 산업의 두 분야로 구성된다. 1980년대-1990년대에는 소프트웨어의 고기능화에 따라 하드웨어에도 더 높은 성능이 요구되었고, 이를 원동력으로 CPU와 메모리 반도체 같은 반도체 제품의 성능이 매년 향상되어 왔다. 2009년 현재는 많은 소프트웨어에서 고부가가치화 및 고기능화의 여지가 줄어드는 동시에 하드웨어의 핵심인 반도체에서도 성능에 대한 과잉감이 생기고 있다. 이를 뒷받침하듯 이이 PC와 같은 저가형 PC가 좋은 판매 실적을 올리고 있기 때문에 디지털 반도체의 향후 영향이 우려되고 있다.[1]

소프트웨어 중에서 가장 널리 보급된 Windows OS는 새로운 제품이 출시될 때 주로 개인용 PC의 교체 수요가 발생했기 때문에, 2009년 말 예정인 윈도우 7의 등장에 기대가 걸려 있다.[1]

10. 환경 대책

반도체 제조 공장, 특히 전공정에서 사용되는 화학 약품에는 유독한 화학 물질이 많다. 이러한 유해 물질은 환경 외부로 배출되기 전에 엄격하게 관리되는 폐액 처리 시설을 통해 무해화되며, 유독 물질은 회수된다. 21세기에 들어 환경 보호의 필요성이 더욱 커지면서, 사용되는 약품 또한 환경을 고려한 소재 개발이 이루어지고 있다.

10. 1. 무연화 등

2003년 RoHS 지령을 기점으로 반도체 패키지 내 납 및 기타 유해 물질의 사용이 제한되고 있다. 전자제품이 부주의하게 버려지거나 소각될 경우 제품에 사용된 납 성분 등 환경 오염 물질의 확산을 방지하기 위한 목적으로, 유럽의 이러한 규제에 따라 반도체에 사용되는 유해 물질의 감축이 진행되고 있다.[82]

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