반도체 리소그래피 장비 시장 규모, 점유율 및 동향 분석 보고서: 유형별(심자외선 리소그래피(DUV), 극자외선 리소그래피(EUV)), 응용 분야별(고급 패키징, MEMS 기기, LED 기기) 및 지역별(북미, 유럽, 아시아 태평양, 중동 및 아프리카, 라틴 아메리카) 예측, 2026-2034년

반도체 리소그래피 장비 시장 성장 요인

첨단 모바일 기기 및 전기 자동차의 소형화 및 추가 기능에 대한 수요 증가

자동차 산업은 안전에 필수적인 전자 부품을 사용하며 고전압과 가혹한 환경 조건에 노출되기 때문에 현재 자동차 혁신의 약 80%를 주도하고 있습니다. 따라서 자동차 애플리케이션용 신형 반도체 개발은 제조업체에게 필수적인 과제입니다. 더욱 안전하고 친환경적이며 지능적인 차량을 설계하기 위한 복잡성에 발맞춰 지능화, 연결성, 센싱 및 제어 애플리케이션이 빠르게 발전하고 있습니다. 새로운 애플리케이션이 등장할 때마다 반도체 칩 제조 공정의 패터닝 기술이 더욱 발전해야 하며, 이는 오늘날 첨단 자동차에 사용되는 반도체의 총량을 증가시키는 원동력이 됩니다.

최상위 반도체 공급업체 및 벤더들의 혁신 성장

Veeco, SUSS MicroTec, EV Group(EVG), SMEE와 같은 전문 장비 공급업체의 혁신 증가, 특히 "무어의 법칙을 뛰어넘는(More than Moore, MtM)" 산업을 위한 새로운 리소그래피 도구 제공 등이 예측 기간 동안 시장 성장을 견인할 것으로 예상됩니다. 이러한 요인에는 전기 자동차 및 첨단 모바일 기기의 소형화 및 추가 기능에 대한 수요 증가가 포함됩니다.

또한 ASML, 니콘, 캐논과 같은 주요 반도체 장비 제조업체들은 새로운 리소그래피 장비 개발을 적극적으로 장려하고 있습니다. 캐논 USA는 2020년 12월, 모회사인 캐논이 2021년 3월부터 FPA-3030i5a를 판매할 수 있다고 발표했습니다. 이 회사의 i-line1 반도체 리소그래피 시스템 라인업은 화합물 반도체를 포함한 다양한 소자 생산을 지원하며, FPA-3030i5a가 추가되었습니다. FPA-3030i5a는 반도체 제조 관련 총비용(CoO) 절감에도 기여하도록 설계되었습니다. 이처럼 제조업체들의 빠른 제품 출시 움직임은 고객의 관심을 끌고 예측 기간 동안 시장 성장을 가속화할 것으로 예상됩니다.

시장 제한

제조 공정 패턴의 복잡성

무어의 법칙은 주어진 2차원 공간에 얼마나 많은 반도체 칩이 집적되는지를 밀도로 정의합니다. 칩 면적은 칩 가격에 직접적인 영향을 미치기 때문에 반드시 고려해야 할 요소입니다. 일부 전문가들은 반도체를 더 이상 작게 만들 수 없다고 생각합니다. 이러한 급격한 크기 축소는 처리 속도 향상과 비용 효율적인 전력 소비를 가능하게 하지만, 설계 복잡성을 증가시키고 여러 제조상의 어려움을 야기하기도 합니다.

반도체 리소그래피 공정은 극소규모에서 여러 가지 제약 요인에 의해 제한됩니다. 원자 수준의 복잡성을 다루는 것이 가장 중요한 난제 중 하나입니다. 리소그래피 공정에서 웨이퍼 표면은 에칭(재료 제거)되거나 패턴이 포토레지스트에서 웨이퍼로 전사되기 전에 층이 증착됩니다. 그런 다음 도핑 물질이 패턴의 각 부분에 웨이퍼에 첨가됩니다. 이 단계에서 아래쪽 웨이퍼에 손상을 주지 않고 형성된 패턴을 제거하는 것이 매우 어려워집니다.

시장 기회

다양한 최종 사용자 산업 분야에서 수요 증가

다양한 최종 사용자 산업에서 반도체 수요가 기하급수적으로 증가함에 따라 향후 몇 년 동안 반도체 리소그래피 장비 시장이 성장할 것으로 예상됩니다. 반도체 IC 시장이 성장하면서 글로벌 시장 규모도 확대되고 있습니다. EUV 기술의 발전 또한 DUV(심층 자외선) 장비 수요를 촉진하고 있습니다. 메모리 및 로직 대량 생산을 지원하는 ASML의 EUV 시스템 판매량은 2020년에 60% 증가했습니다. 또한, 2020년 DUV 시스템 매출은 EUV 장비 매출보다 약 10억 달러 더 많았습니다. 전 세계 시장은 회로 패턴의 소형화를 위해 상당한 자본 투자를 필요로 하며, 이러한 추세는 시장을 더욱 확대시키고 있습니다.

일부 업체들은 회로 패턴의 소형화와 제조 비용 절감을 위해 차세대 반도체 제조 장비를 개발하고 있습니다. FO/FI WLP, 플립칩, 3D 스태킹, 인터포저, 임베디드 다이와 같은 첨단 패키징 기술은 모바일 및 자동차 애플리케이션에서 요구되는 성능 향상, 저전력 소비, 소형화 등의 수요를 충족하기 위해 반도체 시장에서 성장세를 보이고 있습니다. 이러한 요인들이 향후 예측 기간 동안 글로벌 반도체 리소그래피 장비 시장의 성장을 촉진할 것으로 예상됩니다.

유형별 인사이트

세계 시장은 심자외선 리소그래피(DUV)와 극자외선 리소그래피(EUV)로 양분됩니다.

심자외선 리소그래피(DUV) 부문은 시장에서 가장 큰 비중을 차지하며 예측 기간 동안 연평균 8.84%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 다양한 최종 사용자 산업에서 반도체 수요가 증가함에 따라 향후 반도체 리소그래피 장비 시장이 성장할 전망입니다. 반도체 IC 시장이 성장할수록 DUV 시장 또한 함께 성장할 것입니다. ASML의 EUV 매출은 2020년에 60% 증가하여 대량의 메모리 및 로직 생산을 지원했습니다. 2020년 DUV 시스템은 EUV 장비보다 약 10억 달러 더 많은 매출을 올렸습니다. 이 시장은 회로 패턴 크기를 줄이기 위한 요구로 성장하고 있으며, 이를 위해서는 상당한 투자가 필요합니다.

일부 업체들은 회로 패턴을 소형화하고 비용을 절감하기 위해 차세대 반도체 제조 장비를 개발하고 있습니다. FO/FI WLP, 플립칩, 3D 스태킹, 인터포저, 임베디드 다이와 같은 첨단 패키징 기술은 모바일 및 자동차 애플리케이션에서 요구되는 성능 향상, 저전력 소비, 소형화에 대한 수요를 충족하기 위해 반도체 시장에서 확산되고 있습니다.

지난 수년간 반도체 리소그래피 장비는 높은 개구수(NA)를 가진 대형 렌즈를 채택하거나 단파장 광을 광원으로 사용하는 등 발전을 거듭해 왔습니다. 그러나 현재의 액체 침지형 ArF 리소그래피 장비는 게이트 길이가 30nm 이하로 감소하면 패터닝 용량에 한계가 있습니다. 반도체 산업에서 극자외선(EUV)으로 불리는 이 리소그래피 기술은 반도체 생산에서 가장 중요한 단계 중 하나인 포토리소그래피를 획기적으로 발전시킬 것으로 기대됩니다. EUV 기술의 발전으로 이제 EUV 시스템은 "극자외선" 파장의 광원을 사용하여 포토리소그래피 공정을 수행할 수 있게 되었습니다. 더 많은 OK 회로를 구현하는 것은 칩 제조에 필수적입니다. OK 회로를 통해 칩 내부에 더 많은 부품을 집적할 수 있어 더욱 빠르고 에너지 효율적인 칩을 만들 수 있기 때문입니다.

응용 프로그램 분석

세계 시장은 첨단 패키징, MEMS 기기, LED 기기로 양분됩니다.

MEMS 소자 부문은 가장 높은 시장 점유율을 차지하고 있으며 예측 기간 동안 연평균 9.03%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 이 부문에는 CMOS 이미지 센서, 전력 및 RF 소자, 그리고 MEMS가 포함됩니다. 미세가공 기술은 단일 기판에 미세 기계 부품, 전기 회로, 센서 및 액추에이터를 결합하여 고부가가치 소자인 MEMS를 제작하는 기술입니다. MEMS 기술은 에칭, 포토리소그래피 및 박막 증착을 기반으로 합니다. 자동차용 MEMS 소자에는 압력계, 자이로스코프, 가속도계 부품 등이 포함됩니다. 이러한 소자는 다양한 기술을 사용하는 공장에서 대량 생산됩니다. MEMS 및 고급 패키징은 고유한 리소그래피 요구 사항을 가지고 있습니다. 패키징, MEMS 및 센서 소자는 오버레이, 해상도, 측벽 각도, 심도(DOF), 웨이퍼 휜 현상 방지를 위한 웨이퍼 핸들링, 후면 정렬 등 고객 요구 사항이 더욱 높아졌습니다.

지난 10년간 많은 반도체 기업들에게 첨단 패키징 기술의 중요성이 점점 커지고 있습니다. 이들 기업은 최첨단 패키징 관련 공정 개선에 노력을 집중하고 있습니다. 최신 패키징 기술은 비용을 절감하고 IC의 전반적인 생산량과 성능을 향상시키는 방향으로 발전해 왔습니다. 플립칩, 2.5D/3D 패키징, 팬아웃 웨이퍼 레벨 패키징(FO-WLP), 팬인 웨이퍼 레벨 칩 스케일 패키징(WLCSP)과 같은 최첨단 IC를 구현하는 첨단 패터닝 패키지에는 리소그래피 장비가 사용됩니다.

자동차, 모바일 및 고성능 컴퓨팅 산업의 수요 증가로 시스템 온 패키지(SiP) 및 팬아웃 패키지(FOWLP 및 FOPLP)와 같은 첨단 패키징 기술이 개발되고 있습니다. 새로운 JetStep 시스템은 필드 내 변동성이 큰 환경에서도 초미세 SiP 인터커넥트 및 서브마이크론 렌즈 옵션을 적용한 대형 50mm 패키지 크기와 같은 고객의 핵심 로드맵 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 현장 검증을 거친 이 렌즈는 레시피 제어 방식의 가변 개구수를 통해 고객이 더욱 다양한 응용 분야에서 필드 크기와 해상도의 균형을 맞출 수 있도록 지원합니다.

지역별 분석

지역별로 보면, 전 세계 반도체 리소그래피 장비 시장은 북미, 유럽, 아시아 태평양 및 기타 지역으로 구분됩니다.

아시아 태평양 지역은 전 세계 반도체 리소그래피 장비 시장에서 가장 큰 비중을 차지하며, 예측 기간 동안 연평균 10.13%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 미·중 무역 갈등 속에서 중국 반도체 제조업체들이 내수 생산에 총력을 기울이면서 구형 반도체 제조 장비를 활용하고 있어 일본 중고 시장에서 장비 가격이 상승하고 있습니다. 일본 중고 장비 판매업체들은 가격이 전년 대비 20% 올랐다고 주장합니다. 미국이 중국에 부과한 제재는 구형 장비에는 적용되지 않아 중국 업체들이 시장에 자유롭게 진출할 수 있습니다. 또 다른 요인은 코로나19 팬데믹으로 인한 재택 생활 확산입니다. 전 세계적으로 반도체 수요가 증가함에 따라 구형 장비마저 빠르게 판매되고 있습니다. 결과적으로 자동차에 사용되는 반도체 부족 현상이 지속될 수 있습니다.

하지만 2020년 8월, 시장에서 가장 주목받는 공급업체 중 하나인 대만 반도체 제조 회사 ASML 홀딩스(TSMC)는 타이난에 최첨단 교육 시설을 새롭게 선보였습니다. 이 시설에서 ASML의 엔지니어들은 네덜란드 브랜드 TSMC 직원들로부터 극자외선(EUV) 리소그래피 장비 사용법을 배우게 됩니다. 이 지역은 다양한 산업 분야의 수요 증가에 따라 생산량 증대를 위해 파운드리 시설에 대한 투자가 활발히 이루어지고 있습니다.

북미 시장 동향

북미 시장은 예측 기간 동안 연평균 9.22% 성장하여 97억 7천만 달러 규모에 이를 것으로 예상됩니다. 모든 반도체 분야는 미국의 강력한 역량과 연구 개발 주도권의 혜택을 받고 있습니다. 그러나 일부 중요한 하위 분야, 특히 포토리소그래피 장비(가장 고가이고 복잡한 형태의 반도체) 분야에서는 기업이 부족합니다. 이러한 이유로 미국은 반도체 제조, 설계 및 연구 분야에서 혁신을 주도하고 있습니다. 또한 반도체 패키징 혁신의 선두 주자인 미국은 19개 주에 걸쳐 80개의 웨이퍼 제조 시설을 보유하고 있습니다. 스마트폰, 태블릿, 스마트 홈 기기 및 웨어러블 기기를 포함한 소비자 전자 제품의 기술 발전으로 인해 소형 집적 회로에 대한 수요가 증가하고 있으며, 이는 리소그래피 장비에 대한 수요 증가로 이어지고 있습니다.

유럽에서는 전기 자동차, 청정 에너지, 데이터 센터 확장, 5G, 자동화 제조 등 전자 부품 수요 증가로 인해 반도체 실리콘 웨이퍼 수요가 증가할 것으로 예상됩니다. 또한 최근 몇 년 동안 신형 전자 제품, 자동차, 의료 기기, 스마트폰에 사용되는 첨단 칩 수요도 증가했습니다. 청정 교통 옹호 단체인 Transport & Environment의 예측 자료에 따르면, 유럽 연합(EU)의 전기 자동차 생산량은 2019년에서 2025년 사이에 6배 증가할 것으로 전망됩니다.

또한, T&E에 따르면 EU 지역은 2025년에 400만 대의 전기 자동차와 밴을 생산할 예정이며, 이는 EU 전체 자동차 생산량의 약 5분의 1에 해당합니다. 여러 지역의 기업들은 시장 지위를 유지 및 강화하고 공급망을 장악하기 위해 유럽 기업들을 인수하고 있습니다. 뿐만 아니라, 많은 기업들이 시장 경쟁 심화에 대응하고 최종 사용자 산업의 증가하는 수요를 충족하기 위해 기술적으로 가장 앞선 장비를 제공하고자 전략적 제휴를 맺고 있습니다.

라틴 아메리카, 중동 및 아프리카의 모든 개발도상국은 세계 나머지 지역에 포함됩니다. 국제적인 기업들이 이 지역 시장의 상당 부분을 점유하고 있습니다. 집적 회로에 사용되는 실리콘 웨이퍼의 주요 용도는 스마트폰입니다. 멕시코 인구의 약 75%가 휴대전화를 보유하고 있기 때문에 멕시코의 스마트폰 시장은 매우 경쟁이 치열합니다. 최근 기업들은 배터리 소모가 많은 다양한 센서를 스마트폰에 추가해 왔습니다. 제조업체들은 기기를 단시간에 충전할 수 있는 스마트폰 충전기를 개발하고 있습니다. 멕시코의 자동차 제조 시설 증가는 산업 부문 덕분입니다. 멕시코 중부 지역에는 닛산, 혼다, 마쓰다의 새로운 생산 시설이 문을 열었습니다. 이들 기업은 전기 자동차를 생산하여 시장을 확대할 것으로 예상됩니다.