반도체 화학 기상 증착(CVD) 장비 시장크기 및 전망, 2024-2032

시장 개요

전 세계 반도체 화학 기상 증착(CVD) 장비 시장 규모는 2023년 143억 4천만 달러였습니다. 2032년에는 301억 3천만 달러에 이를 것으로 예상되며, 예측 기간(2024-2032년) 동안 연평균 성장률 8.6%를 기록할 것으로 전망됩니다. 5G, AI, IoT, 자동차 전자 장치 등 반도체 기술의 지속적인 발전으로 고성능 칩 및 부품 제조에 필요한 첨단 CVD 장비가 요구되고 있습니다. 이러한 기술은 CVD 장비에서 제공하는 정교한 소재와 박막 증착 공정에 의존합니다.

화학 기상 증착(CVD)은 우수한 품질과 기능을 갖춘 고체 소재를 만드는 데 사용되는 진공 증착 공정입니다. 반도체 분야에서 박막을 만드는 데 널리 사용되며, 일반적으로 다른 소재보다 강인하고 순도가 높습니다.

화학 기상 증착(CVD) 장비는 코팅, 전자 제품, 촉매를 포함한 다양한 응용 분야에 널리 사용됩니다.

화학 기상 증착(CVD) 장비 성장의 주요 동인 중 하나는 반도체 장비 수요 증가입니다. 그 외 중요한 동인으로는 반도체 산업 성장, 전자 제품에 대한 인구 수요 증가, 반도체 장비 투자 증가, CVD 장비 개발, Cr6 관련 환경 규제 강화 등이 있습니다. 또한, 앞서 언급한 예측 기간 동안 태양 전지 수요 증가, 개발도상국의 최종 사용자 산업 수 증가, 연구 개발 활동 증가로 인해 화학 기상 증착(CVD) 장비 시장은 성장할 것으로 예상됩니다.

시장 요약

시장 지표	상세 정보 및 데이터 (2023-2032)
2023 시장 가치	USD 14.34 Billion
추정 2024 가치	USD 15.55 Billion
2032 예상 가치	USD 30.13 Billion
연평균 성장률(CAGR) (2024-2032)	8.6%
주요 지역	아시아태평양
가장 빠르게 성장하는 지역	북아메리카
주요 시장 참여자	Aixtron Se, Applied Materials, Inc, Asm International, CVD Equipment Corporation, Oxford Instruments Plc

시장 동향

시장 성장 동력

반도체 및 마이크로 전자 기기 수요 증가

반도체는 복잡한 마이크로 전자 회로에 통합될 경우 고성능 컴퓨팅, 운영 제어, 입출력 관리, 데이터 처리, 저장, 센싱, 무선 통신, 효율성 향상 및 전력 관리와 같은 작업을 합리적인 비용으로 수행할 수 있습니다. 반도체 산업은 빠른 발명 덕분에 더 저렴하고 훨씬 더 발전된 제품을 생산할 수 있었습니다. 또한 지난 한 해 동안 소비자 행동의 급격한 변화로 전 세계의 관심이 기술로 옮겨갔습니다. 팬데믹으로 인한 제약에 대응하여 새로운 재택근무 및 재택학습 환경을 지원하는 장비 및 인프라에 대한 수요가 빠르게 증가했습니다.

정부와 업계 이해관계자들은 마이크로 전자 분야의 발전을 면밀히 주시하고 있는데, 이는 사물 인터넷(IoT) 시장을 혁신하고 성장시킬 잠재력을 가지고 있기 때문입니다.

대역폭 제약이 대두됨에 따라 가상 현실 및 증강 현실 기술의 사용이 증가하면서 마이크로일렉트로닉스 연구 개발(R&D)이 확대될 수 있습니다.

다양한 최종 사용자의 기술 채택 증가

다양한 응용 분야에 사용되는 세라믹 필름 및 코팅을 제작하는 빠르게 발전하는 기술 중 하나는 유기금속 전구체(MOCVD)를 이용한 화학 기상 증착(CVD)입니다. 탄소 나노튜브(CNT), 그래핀, 실리콘 나노와이어(Si-NW)는 전기 자동차용 배터리 부품 개발 및 생산으로 인해 수요가 증가하고 있는 나노기술 소재입니다.

웹 통합 무선 의료 기기, 웨어러블 기기, 반도체 기반의 장기 및 의료 기기 3D 프린팅은 미래에 새롭고 창의적인 의료 서비스 제공 방식을 보장하는 중요한 요소가 될 것입니다. 최신 기술 기능을 갖춘 네트워크 연결 자율주행 차량에는 3,000개 이상의 칩이 탑재될 수 있습니다.

반도체는 현재 팬데믹으로 인해 강제된 "모든 것이 원격으로 이루어지는" 상황에서 비즈니스, 학습, 엔터테인먼트, 친구 및 가족과의 연락 등 기존의 오프라인 환경을 벗어나 통신 네트워크를 유지하는 데 필요한 기술 인프라를 지원합니다. 전 세계 많은 스마트 시티는 시민들을 위한 도시 서비스와 핵심 공공 인프라를 개선하기 위해 노력하고 있습니다. 이를 위해 거의 모든 공공 인프라를 다양한 장치와 연결해야 하며, 이러한 장치는 다시 개인과 연결될 것입니다. 반도체는 이러한 상호 연결된 인프라에 동력을 제공할 것입니다. 따라서 이러한 모든 응용 분야가 해당 부문의 성장을 견인합니다. 시장 제약 요인 높은 기술 투자 비용 반도체 제조를 위한 CVD 설비 구축은 어렵고 비용이 많이 듭니다. 파운드리와 반도체 조립 및 테스트 아웃소싱(OSAT) 업체들이 증가하는 칩 수요를 충족하기 위해 생산량을 늘려감에 따라 자본 지출에 대한 추가적인 압박이 예상됩니다. 새로운 파운드리 건설에는 150억 달러에서 200억 달러가 소요될 수 있으며, 상당한 제조 전문 지식과 강력한 인프라가 필요합니다. 후공정 조립, 패키징 및 테스트 시설에는 50억 달러에서 70억 달러가 투자될 수 있습니다. 또한 기업들은 매출의 상당 부분을 자본 지출과 연구 개발에 투자합니다. 반도체 산업에서 경쟁력을 유지하려면 기업들은 매출의 상당 부분을 연구 개발과 새로운 공장 및 장비에 지속적으로 투자해야 합니다. 업계의 기술 변화 속도가 빠르기 때문에 기업들은 더욱 복잡한 설계와 공정 기술을 개발하고, 더 작은 특징 크기를 가진 부품을 제조할 수 있는 생산 설비를 도입해야 합니다. 반도체산업협회(SIA)에 따르면, 최첨단 반도체 부품을 설계하고 생산하는 능력은 매출의 약 30%에 달하는 업계 전반의 투자율에 발맞춰 지속적으로 노력해야만 유지할 수 있습니다. 이러한 모든 요인들이 시장 성장을 저해합니다.

시장 기회

다양한 연구 활동

시장에서는 다양한 연구 활동이 활발히 진행되고 있으며, 이는 시장 참여자들이 CVD에 투자할 수 있는 여러 요인을 제공하고 있습니다. 예를 들어, 2021년 12월, 중국, 영국, 싱가포르의 나노화학, 지능형 소재, 물리학 분야 국제 연구팀인 Zhaolong Chen과 연구진은 Advances지에 사파이어 웨이퍼 상에 고도로 배향된 단층 그래핀을 직접 생성하는 기술을 발표했습니다. 이 연구팀은 고온에서 전자기 유도 CVD를 적용하는 개발 전략을 통해 캐리어 이동도가 크게 향상되고 면저항이 낮아진 그래핀 층을 얻었습니다.

또한, 2020년 7월, Agnitron은 이중 용도 Agilis 장비(MOCVD)를 사용하여 금속유기화학기상증착(MOCVD) 방식으로 반도체 소재인 산화갈륨을 생산하는 기술을 개발했습니다.

또한, 이 방법은 필요에 따라 다른 재료로 대체할 수 있도록 합니다. 이러한 모든 연구 활동은 시장 성장에 엄청난 잠재력을 제공합니다.

지역 분석

지역별로 전 세계 반도체 화학 기상 증착 장비 시장은 아시아 태평양, 북미, 유럽 및 기타 지역으로 구분됩니다.

아시아 태평양 지역이 시장을 주도하고 있으며 예측 기간 동안 연평균 성장률(CAGR) 9.1%를 기록할 것으로 예상됩니다. 전기 자동차에 대한 수요 증가가 아시아 태평양 자동차 반도체 시장의 빠른 성장을 견인할 것으로 전망됩니다. 자율주행차는 이미 주요 자동차 제조 국가에서 많은 구매자를 확보했으며, 자동차 제조업체는 지속적으로 혁신, 생산 및 개선에 힘써야 합니다. 인도의 경제는 인구 증가로 인해 세계에서 가장 빠르게 성장하는 경제 중 하나가 되었습니다. 인도의 자동차 반도체 시장은 향후 몇 년 동안 빠르게 성장할 것으로 예측됩니다. 향후 자동차 산업을 지원하는 견고한 반도체 연구 개발 인프라는 인도 반도체 시장에 새로운 기회를 창출할 것입니다.

북미는 두 번째로 큰 시장 규모를 자랑합니다. 반도체 시장은 2031년까지 30억 달러 규모로 성장할 것으로 예상되며, 연평균 성장률(CAGR)은 6.9%에 달할 것으로 전망됩니다. 무역 긴장과 국가 안보 우려가 심화됨에 따라 미국은 한국, 대만, 중국에 비해 역내 반도체 생산에서 뒤처지지 않기 위한 새로운 전략을 수립하고 있습니다. 북미 지역의 전자 산업과 반도체 솔루션의 성장은 이러한 산업 성장을 견인할 것으로 예상됩니다. 증착 장비는 구리 전극, 고유전율(High-K) 유전체 게이트 스택, 구리 배리어/시드층 등 다양한 반도체 제품을 생산합니다. 자동차 산업에서 전자 부품(electronic components)에 대한 수요 증가가 반도체 수요를 촉진하여 화학 기상 증착(CVD) 시장에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 예측됩니다. 수십 년 동안 미국 기업들은 현대 기술의 핵심인 프로세서 개발을 선도해 왔습니다. 미국의 반도체 기술 우위는 미국의 경제적 지배력과 기술력의 중요한 원동력입니다. 미국의 반도체 산업은 인공지능(AI), 양자 컴퓨팅, 5G와 같은 정교한 무선 네트워크 등 미래 핵심 기술 분야에서 세계 선두 자리를 유지하고 있습니다. 미래 기술의 발전과 함께 반도체 칩에 대한 수요가 증가함에 따라 이 지역의 CVD 장비 및 기기 수요도 직접적으로 증가할 것입니다.

유럽은 세 번째로 큰 시장입니다. 유럽에는 필립스 반도체, ST마이크로일렉트로닉스, 인피니언 테크놀로지 등 유럽 3대 반도체 제조 기업을 비롯한 여러 대형 및 중형 반도체 기업들이 자리 잡고 있습니다. 세계가 기술에 더욱 의존하게 됨에 따라 반도체 생산 및 유통업체의 잠재 시장은 계속해서 성장할 것이며, 이에 따라 유럽의 CVD 시장도 성장할 것입니다. 유럽연합(EU)은 주요 사업의 핵심 기술을 미국과 아시아에 의존하는 것을 지양하고 유럽 내에 첨단 반도체 공장을 건설하는 방안을 검토하고 있습니다. EU는 10nm 미만의 미세 구조를 가진 반도체를 제조하고, 궁극적으로는 2nm 크기의 칩을 생산하는 방법을 연구하고 있습니다. 목표는 5G 무선 시스템, 커넥티드 카, 고성능 컴퓨팅 및 기타 기술에 필요한 칩을 대만과 같은 국가에 대한 의존도를 줄이는 것입니다. 예를 들어, TSMC의 가장 부유한 고객인 애플은 미국에 본사를 두고 있는 반면, 유럽 고객은 주로 첨단 기술이 적용되지 않은 칩을 구매하는 자동차 제조업체로 구성되어 있습니다. 2021년 1분기 TSMC 매출에서 유럽 및 중동 지역 고객이 차지하는 비중은 6%에 불과했으며, 북미 지역이 67%, 아시아 태평양 지역이 17%를 차지했습니다. 또한, 대만에 대한 투자 증가가 시장 성장률에 영향을 미칠 것으로 예상됩니다.

세분화 분석

글로벌 반도체 화학 기상 증착(CVD) 장비 시장은 응용 분야 및 지역별로 세분화됩니다.

응용 분야별로 글로벌 반도체 CVD 장비 시장은 파운드리, 집적 회로 제조업체(IDM), 메모리 제조업체로 세분화됩니다. 집적 회로 제조업체(IDM)가 시장을 주도하며 예측 기간 동안 연평균 성장률(CAGR) 9%를 기록할 것으로 예상됩니다. 집적 회로 제조업체(IDM)에는 로직, 센서, 광전자 및 개별 부품이 포함됩니다(메모리 제조업체 제외). 집적 회로 제조업체는 집적 회로(IC)를 설계하고 판매합니다. 전통적인 IDM은 제조 시설에서 자체 브랜드 칩을 생산하고 설계합니다. 다른 제조업체들이 로직 및 메모리에 대해 평면 아키텍처를 버리고 복잡한 3차원(3D) 구조를 선호하는 추세인 반면, IDM은 10nm를 넘어 5nm, 심지어 3nm까지 노드 스케일링을 추구합니다. 집적 회로 생산의 핵심 단계는 박막 증착(IC)입니다. 박막 성장에 가장 흔히 사용되는 방법은 CVD(화학 기상 증착)입니다. CVD에서 웨이퍼 위에 박막을 형성하기 위해 전구체와 반응물을 공정 챔버에서 혼합한 후 안정 상태에 도달하도록 합니다. 향후 반도체 IC 수요는 소비자 가전 및 마이크로 전자 제품 판매 증가에 힘입어 증가할 것으로 예상됩니다. 반도체 IC 수요 증가로 반도체 소자 제조업체의 생산 능력이 향상될 것으로 예상되며, 이는 CVD에 대한 시장 수요 증가로 이어질 수 있습니다. 두 번째로 큰 부문은 메모리 제조업체입니다. 반도체 사업의 주요 제품군 중 하나는 메모리 반도체입니다. 전 세계적으로 데이터 소비가 증가함에 따라 메모리 제품에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 다양한 업체들이 소비자 가전 및 데이터 센터의 수요 증가에 따라 메모리 사업을 확장하고 있습니다. 2020년 8월, 삼성은 한국 평택에 있는 제2 생산 라인에서 16GB LPDDR5 DRAM의 양산을 시작했습니다. 이 회사의 3세대 10나노미터급(1z) 공정으로 개발된 새로운 16Gb LPDDR5는 최고의 모바일 메모리 성능과 최대 용량을 자랑하며, 5G 및 AI 기능과 같은 이점을 소비자에게 제공합니다. 이는 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD) 기술의 성장을 활용할 것입니다. 또한, 특수 진공로 제조업체인 한국의 써머백(ThermVac Inc.)은 2022년 1월부터 국내외 고객의 요구에 부응하기 위해 900℃~2,400℃의 고온에서 사용 가능한 CVD 장비의 공정 기술 및 설계·제조 기술 개발을 지속할 예정입니다. 이는 반도체, 태양 에너지, 휴대폰, 항공우주 및 방위산업과 같은 첨단 기술 분야에서 고온 내열성 CVD 부품에 대한 수요 증가에 부합하는 것입니다.

최근 개발 동향

• 2024년 6월 - 스코틀랜드 세인트앤드루스 대학교에서 열린 2024 국제 원거리 UVC 과학 기술 학술대회(ICFUST)에서 Silanna UV는 235nm 쿼드 고출력 원거리 UVC LED를 선보였습니다. 235nm의 피크 파장과 소형 LED 패키지를 갖춘 SF1-3M1FWL1은 다양한 새로운 응용 분야와 잠재 시장을 열어주는 고출력 원거리 UVC 발광 소자입니다.
• 2024년 1월 - 베이징 그래핀 연구소, 쑤저우 대학교, 그리고 샤먼 실란 첨단 복합 반도체(Xiamen Silan Advanced Compound Semiconductor Co., Ltd.)의 과학자들이 공동으로 질화물 에피택셜 성장용 버퍼층으로서 그래핀의 개발 및 잠재적 응용 분야에 대한 체계적인 개요를 제공하는 광범위한 리뷰를 발표했습니다.