(리포트 뜯어보기) 삼성그룹(반도체,디스플레이,바이오) 240조원 투자 분석

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삼성이 3년간 240조를 투자한다고 밝혔죠? 관련해 삼성(반도체, 디스플레이, 바이오)의 전망에 대한 리포트입니다. 

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I. 삼성전자 반도체 전망 

반도체 3년간 총 190~200조원 투자 예상

1) 삼성그룹 3년간 240조원 투자 계획
삼성그룹이 반도체와 바이오 등 그룹의 전략 산업 육성을 위해서 3년간 총 240조원을 투자하기로 결정했다. 240조원 중에서 삼성전자의 투자 금액은 총 210~220조원, 이 중 반도체 부문에 총 190~200조원이 투자될 것으로 예상된다. 반도체 부문의 투자 금액을 세분화 하면, CapEx 110~120조원, R&D 40조원, M&A 등 기타 자금 40~50조원으로 구분될 것으로 추정한다. 삼성전자는 이번 투자를 통해 전략 사업의 산업 주도권을 확보하고, M&A를 통한 신규 시장 진출과 기술 리더쉽 강화에 나설 것이다. DRAM은 1znm 및 1anm 등에서 EUV 적용 layer 수를 더욱 확대하고, 경쟁 업체와의 기술 격차를 재차 확대해 나아갈 것이다. NAND는 200단 이상의 V-NAND를 조기 적용하여 기술 초격차를 유지하고, Foundry는 신규 고객 확보를 통해 기존 mobile에서 HPC(High Performance Computing)로의 전방 시장 확대에 나설 전망이다. 반도체 부문의 2021년 예상 CapEx가 34조원임을 감안하면, 2022~2023년에는 연평균 38~43조원의 CapEx가 집행될 것으로 판단되며, 과거 3년간의 흐름과 비교해 볼 때 비메모리 부문에 더욱 많은 양이 할당될 것으로 기대된다.

 

CAPEX (Capital expenditures)
미래의 이윤을 창출하기 위해 지출한 비용을 말한다. 이는 기업이 고정자산을 구매하거나, 유효수명이 당회계년도를 초과하는 기존의 고정자산에 대한 투자에 돈을 사용할 때 발생한다. CAPEX는 회사가 장비, 토지, 건물 등의 물질자산을 획득하거나 이를 개량할 때 사용한다. 회계에서 Capex는 자산계정에 추가하므로 (자본화), 자산내용(세금부과에 적용되는 자산가치)의 증가를 가져온다. CAPEX는 일반적으로 현금흐름표에서 장비와 토지자산에 대한 투자 등에서 볼 수 있다.

R&D (Research and development, 연구개발)
경제 협력 개발 기구에 따르면 "인간, 문화, 사회의 지식을 비롯한 지식을 증강하기 위한 창조적인 일이자 새로운 응용물을 고안하기 위한 지식의 이용"을 가리킨다.

M&A (mergers and acquisitions, 인수 합병)
인수와 합병을 아울러 부르는 말이다. '인수'는 하나의 기업이 다른 기업의 경영권을 얻는 것이고, '합병'은 둘 이상의 기업들이 하나의 기업으로 합쳐지는 것이다.

삼성전자
한국 및 CE, IM부문 해외 9개 지역총괄과 DS부문 해외 5개 지역총괄, Harman 등 241개의 종속기업으로 구성된 글로벌 전자기업임. 세트사업에는 TV, 냉장고 등을 생산하는 CE부문과 스마트폰, 네트워크시스템, 컴퓨터 등을 생산하는 IM부문이 있음. 부품사업(DS부문)에서는 D램, 낸드 플래쉬, 모바일AP 등의 제품을 생산하는 반도체 사업과 TFT-LCD 및 OLED 디스플레이 패널을 생산하는 DP사업으로 구성됨.
출처 : 에프앤가이드

DRAM (Dynamic random-access memory, 디램, 동적램)
임의 접근 기억 장치(램, Random Access Memory)의 한 종류로 정보를 구성하는 개개의 비트를 각기 분리된 축전기(Capacitor)에 저장하는 기억 장치이다. 각각의 축전기가 담고 있는 전자의 수에 따라 비트의 1과 0을 나타내지만 결국 축전기가 전자를 누전하므로 기억된 정보를 잃게 된다. 이를 방지하기 위해 기억 장치의 내용을 일정 시간마다 재생시켜야 되는 것을 일컬어 ‘동적(Dynamic)’이란 명칭이 주어졌다. 정보를 유지하려면 지속적인 전기 공급이 필요하기 때문에 DRAM은 휘발성 기억 장치(Volatile Memory)에 속한다.

1Znm, 1anm(1αnm)
정확한 공정을 직접 사용하는 CPU 및 기타 로직 칩과 달리 메모리 칩은 20nm 이후에는 모호해지며 제조업체는 이를 10nm(10나노미터) 수준의 공정이라고 부르며 실제로는 1X, 1Y, 1Znm를 대신 사용한다. 아직까지 명확하지 않은데 업계 분석에 따르면 일반적으로 1Xnm 공정은 16-19nm 수준, 1Ynm는 14-16nm 수준, 1Znm 공정은 12-14nm 수준과 동일하다고 보고 있다. 1X, 1Y, 1Znm 이후 1αnm, 1βnm, 1γnm로 이어진다.

※ 2021년 5월 삼성전자는 제조업체 중 처음으로 1αnm가 14nm임을 명확하게 밝혔다. 따라서 1Znm는 15nm으로 볼 수 있다.

EUV 리소그래피 (Extreme Ultraviolet)
극자외선이라 일컬어지는 매우 짧은 파장(13.5nm)의 빛을 이용하는 리소그래피 기술로서, 기존의 ArF 엑시머 레이저광을 이용한 광리소그래피 기술로는 가공하기 어려운 20nm보다 미세한 치수의 가공이 가능하다.

- 리소그래피 (Lithography) 극히 미세하고 복잡한 전자회로를 반도체 기판에 그려 집적회로를 만드는 기술. 사진 기술을 응용한 것이어서 포토리소그래피라고도 한다. 감광성 수지를 도포한 기판에 포토마스크(원판)를 통해 자외선을 조사하면 포토마스크에 새겨진 IC의 패턴이 포토레스트에 전사된다.

NAND flash memory (낸드 플래시 메모리)
플래시 메모리 (flash memory)
전기적으로 데이터를 지우고 다시 기록할 수 있는(electrically erased and reprogrammed) 비휘발성 컴퓨터 기억 장치를 말한다. EEPROM과 다르게 여러 구역으로 구성된 블록 안에서 지우고 쓸 수 있다. 이제는 플래시 메모리의 가격이 EEPROM 보다 훨씬 싸기 때문에, 비휘발성 고체 상태(solid-state) 저장 매체가 상당량 필요한 곳에서는 가장 많이 사용되는 메모리 종류가 되었다. 대표적인 활용 예로 디지털 음악 재생기 (MP3), 디지털 카메라, 휴대 전화를 들 수 있다. 일반적인 데이터를 저장하고 컴퓨터 사이에 데이터를 옮기는 용도로 USB 드라이브를 많이 사용하는데, 이때도 플래시 메모리가 쓰인다. 또한 게임 자료를 저장하기 위해 EEPROM 대신 플래시 메모리가 자주 사용되고 있어 게임 시장에서도 인기를 얻고 있다.

NOR 기반 플래시는 지우기와 쓰기 시간이 긴 대신 어떤 위치에도 임의로 접근할 수 있게 주소/자료 인터페이스를 제공한다. 이 메모리는 컴퓨터 바이오스나 셋톱 박스의 펌웨어와 같이 자주 업데이트되지 않는 프로그램 코드를 저장하는 데에 알맞다. 플래시 메모리 특성상 10,000에서 1,000,000까지 지울 수 있다. NOR 기반 플래시는 초기 이동형 매체의 뿌리가 되어, 콤팩트 플래시에서 처음 사용되었으나 나중에 좀 더 싼 NAND 플래시가 쓰이기 시작했다.

NAND 플래시는 1989년에 도시바가 ISSCC에서 발표했다. NAND 플래시는 NOR 플래시에 비해 지우기와 쓰기 시간이 좀 더 빠르고 집적도가 높으며 비트당 제작비도 낮고 10배의 내구성을 자랑한다. 그러나 입출력 인터페이스는 자료에 대한 순차 접근만을 지원한다. 이것은 컴퓨터 메모리로는 조금 덜 유용하지만 개인용 컴퓨터 카드와 다양한 메모리 카드와 같은 대용량 저장 장치에 알맞다. 첫 NAND 기반 이동형 미디어 포맷은 스마트 미디어였지만, MMC, 시큐어 디지털(Secure Digital), 메모리 스틱과 XD-Picture 카드에서도 사용되고 있다. 그 밖에 RS-MMC (Reduced Size MultiMedia Card), TransFlash, miniSD 등이 다음 세대 저장 매체로 등장하고 있다. 이러한 새로운 포맷은 보통 크기가 4 제곱 센티미터 이하로 상당히 작다.

V-NAND (vertical)
종전까지 수평 구조로 만들던 2차원 셀을 3차원 수직 구조로 쌓아 올려 평면 구조에 비해 집적도를 획기적으로 높인 기술이다.

Foundry (fab, semiconductor fabrication plant, 파운드리)
반도체산업에서 외부 업체가 설계한 반도체 제품을 위탁받아 생산·공급하는, 공장을 가진 전문 생산 업체를 지칭한다. 반대 개념으로, 공장이 없이 파운드리에 위탁생산만을 하는 방식을 팹리스 생산이라고 한다.

HPC (High Performance Computing, 고성능 컴퓨팅)
고급 연산 문제를 풀기 위하여 슈퍼컴퓨터 및 컴퓨터 클러스터를 사용하는 것을 말한다. 최근에는 테라플롭스 이상의 규모를 HPC에 사용되는 컴퓨터를 구분하는 기준으로 쓴다.

비메모리 반도체 (non-memory chip)
정보를 저장하는 용도로 사용되는 메모리 반도체(D램, 낸드플래스 등)와 달리 정보를 처리하기 위해 제작된 반도체. ''시스템 반도체''라고 불리기도 한다. 주로 연산, 추론 등 정보 처리 목적으로 쓰인다. 컴퓨터의 두뇌로 불리는 중앙처리장치(CPU), 스마트폰에서 CPU 역할을 하는 애플리케이션프로세서(AP), 자동차에 들어가 다양한 기능을 조정하는 차량용 반도체, 전력용 반도체, 이미지센서, AI반도체 등이 대표적이다.

해외에선 비메모리 반도체란 말을 쓰지 않는다. 한국과 달리 반도체를 메모리 반도체, 시스템 반도체, 광개별소자 등 세 가지로 나눈다. 한국식 용어인 비메모리 반도체를 시스템 반도체와 광개별소자로 세분화하는 것이다. 시스템 반도체는 비메모리 반도체 가운데 컴퓨터, 통신기기, 가전기기 ‘시스템’의 핵심 기능을 수행하는 반도체를 뜻한다. 광개별소자로는 센서가 대표적이다.

 

DRAM: 2022년 상승 사이클 재진입 전망

1) DRAM 업황 업데이트: 서버와 모바일 수요 강세 속에서 발생한 PC 재고 조정
3Q21 중반을 지나가면서 'PC-OEM 업체들의 order cut'과 '고객사 qual 과정에서 이슈가 발생된 Micron의 1znm DRAM의 재고 소진' 과정이 겹치면서, DRAM의 단기 업황 변동성 확대와 spot 가격하락이 이어지고 있다. Order cut 발생 이전의 PC-OEM 업체들의 DRAM 재고 수준은 평균 8~10주, 일부 업체의 경우 10~12주 정도를 기록했었는데, 현재의 업황을 고려하면 올 연말쯤에는 DRAM 재고의 정상화가 나타날 것으로 예상된다. PC를 제외한 서버와 모바일 DRAM의 수요는 당사의 예상과 같이 강세를 보이고 있는데, 공교롭게도 '예상치를 넘어서는 수요 증가'와 '동남아지역 코로나19 재확산' 등이 서버 부품의 공급 부족과 수요의 제약을 일으키기 시작했다. 당사는 부품의 공급 부족 이슈 해소, 인텔의 서버용 신규 CPU 출시, DDR5 양산에 따른 공급 감소 효과 등이 맞물릴 것으로 보이는 2022년 2분기를 기점으로 DRAM의 수급이 재차 개선세에 접어들 것으로 예상하며, DRAM의 고정 가격도 2Q22~3Q22 중에 상승 반전할 것으로 전망한다.

 

3Q21 (Q = Quarter, 분기)
2021년 3분기

OEM (Original Equipment Manufacturer)
주문자의 의뢰에 따라 주문자의 상표를 부착하여 판매할 상품을 제작하는 업체를 의미한다. 대한민국에서는 Original Equipment Manufacturing이라고 쓰고 '주문자 상표 부착 생산'이라고 번역하는 경우가 많다. 짧게 위탁생산이라고 부르기도 한다.

qual (퀄)
반도체 제조 과정의 최종 관문으로서, 신뢰성을 시험하여 만족하는 상태를 달성하는 일.

Micron Technology (마이크론 테크놀로지)
DRAM과 플래시 메모리 제품을 개발, 제조, 판매하는 미국 굴지의 반도체 기업이다. 대부분의 소비자용 제품은 '크루셜(Crucial)' 브랜드로 잘 알려져 있다. 마이크론 테크놀로지는 전 세계 반도체 기업 매출 순위의 상위권에 속한다.

Spot (스팟)
일반 현물시장에서 거래되는 가격

인텔 (Intel Corporation)
반도체의 설계와 제조를 하는 미국의 다국적 기업이다. 세계에서 가장 큰 반도체 제조사로 본사는 캘리포니아주 샌타클래라에 있다.

CPU (central processing unit, 중앙 처리 장치)
컴퓨터 시스템을 통제하고 프로그램의 연산을 실행하고 처리하는 가장 핵심적인 컴퓨터의 제어 장치, 혹은 그 기능을 내장한 칩을 말한다. 컴퓨터 안의 중앙 처리 장치(CPU)는 외부에서 정보를 입력받고, 기억하고, 컴퓨터 프로그램의 명령어를 해석하여 연산하고, 외부로 출력하는 역할을 한다. 따라서 중앙 처리 장치(CPU)는 컴퓨터 부품과 정보를 교환하면서 컴퓨터 시스템 전체를 제어하는 장치로, 모든 컴퓨터의 작동과정이 중앙 처리 장치(CPU)의 제어를 받기 때문에 컴퓨터의 두뇌에 해당한다고 할 수 있다. 실제의 CPU 칩엔 실행 부분뿐만 아니라 캐시 등의 부가 장치가 통합된 경우가 많다.

DDR5
2020년 7월 JEDEC(국제반도체표준협의기구)은 PC·서버용 DDR5의 표준 규격을 공식 발표했다. JEDEC가 정한 규격에 따르면 DDR5의 칩당 최대 용량은 16Gb인 DDR4보다 4배 높은 64Gb이다. 최대 대역폭은 6400Mbps(초당메가비트)로 3200Mbps인 DDR4의 2배이다. 용량과 속도가 대폭 빨라졌지만, 소비 전력은 1.1v로 1.2v인 DDR4보다 9%가량 적다.

 

2) DRAM 수급 전망: 1Q22 저점 수급 개선 예상
2022년 DRAM 산업은 올해 보다 tight한 수급을 보일 것으로 전망된다. 2022년 DRAM의 총 수요는 서버를 포함한 주요 Application의 Density(GB/System) 증가로 인해 +17%YoY 증가하고, 공급(Real Capacity)은 '낮아진 공정전환 효율'과 'DDR5 공정 전환에 따른 net die 감소 영향'으로 인해 +16%YoY 증가하는데 그칠 것이라고 판단된다. DRAM의 수급 상황이 일시적인 둔화를 보이고 있지만, 올 하반기 서버(Cloud, Enterprise)와 스마트폰 수요의 강한 회복이 예상되고, 2022년 상반기에는 '그동안 전방 수요를 눌러왔던 비메모리 반도체와 일부 부품의 공급 부족이 해소'되기 시작할 것이다. 또한 서버 DRAM 수요를 자극할 Intel의 Sapphire Rapids 출시와 DRAM의 공급 감소를 일으키는 DDR5의 양산도 본격화되는 등 DRAM의 업황 개선이 뚜렷해질 것으로 판단한다.

 

YoY (Year on Year)
전년 대비 증감률

net die
웨이퍼당 생산 칩 수를 의미한다. 

Cloud computing (클라우드 컴퓨팅)
사용자의 직접적인 활발한 관리 없이 특히, 데이터 스토리지(클라우드 스토리지)와 컴퓨팅 파워와 같은 컴퓨터 시스템 리소스를 필요시 바로 제공(on-demand availability)하는 것을 말한다. 일반적으로는 인터넷 기반 컴퓨팅의 일종으로 정보를 자신의 컴퓨터가 아닌 클라우드에 연결된 다른 컴퓨터로 처리하는 기술을 의미한다. 공유 컴퓨터 처리 자원과 데이터를 컴퓨터와 다른 장치들에 요청 시 제공해준다. 구성 가능한 컴퓨팅 자원(예: 컴퓨터 네트워크, 데이터 베이스, 서버, 스토리지, 애플리케이션, 서비스, 인텔리전스)에 대해 어디서나 접근할 수 있는, 주문형 접근(on-demand availability of computer system resources)을 가능케하는 모델이며 최소한의 관리 노력으로 빠르게 예비 및 릴리스를 가능케 한다. 클라우드 컴퓨팅과 스토리지 솔루션들은 사용자와 기업들에게 개인 소유나 타사 데이터 센터의 데이터를 저장, 가공하는 다양한 기능을 제공하며 도시를 거쳐 전 세계로까지 위치해 있을 수 있다. 클라우드 컴퓨팅은 전기망을 통한 전력망과 비슷한 일관성 및 규모의 경제를 달성하기 위해 자원의 공유에 의존한다.

Enterprise (엔터프라이즈, 기업용)

Sapphire Rapids (사파이어 래피즈)
차세대 데이터센터용 제온(Xeon) 제품.

- 제온(Xeon): 인텔의 서버용 및 워크스테이션용 CPU 제품군.

 

분기별로 보면 삼성전자의 평택2기 가동과 수요의 비수기 영향이 집중되는 1Q22까지 수급이 악화될 것으로 보이지만, 이후 개선세를 보인 뒤 3Q22부터 공급 부족에 재진입할 전망이다. 삼성전자의 신규 capacity 양산(평택2공장 55K/월)이 올 연말·연초의 공급과잉률 확대(Oversupply Ratio 4Q21 +1.8% → 1Q22 +3.1% → 1Q22 +2.0%)로 이어지겠지만, 이후 '수요의 성장'과 'DDR5로 인한 공급 감소'가 나타나며 개선세에 접어들 것이다. 수급 상황이 가장 좋지 않을 것으로 보이는 1Q22에는 DRAM 공급 업체들이 자사의 재고를 축적하며 업황 방어에 나설 것으로 예상되기 때문에, 2Q22 중반 또는 후반부터는 DRAM 고정가격의 상승 전환이 나타날 수 있을 것이다. 

 

capacity (수용력)
고정된 인력과 기계에서 생산할 수 있는 최대의 생산량

Oversupply Ratio (공급과잉 비율)

 

3) DRAM 수요 전망: 2022년 +17%YoY
2022년 DRAM의 총 수요는 254.7억GB(+17%YoY)로 성장할 전망이다. Application별 수요 증가율은 Smartphone +19%YoY, Server +21%YoY, Tablet PC -2%YoY, Graphic +21%YoY, TV +15%YoY, PC +8%YoY로 각각 예상된다.

'Mobile DRAM과 Server DRAM, Graphic DRAM'이 산업의 수요 성장을 이끌 전망이며, 그 동안 큰폭으로 성장해왔던 PC DRAM 수요는 세트의 판매 부진 영향으로 인해 한 자릿수 성장에 그칠 것이다. Mobile DRAM 수요의 대부분을 차지하고 있는 Smartphone은 2022년 +6%YoY의 unit 증가율과 +12%YoY의 density 증가율을 보일 것으로 예상되며, Server는 +3%YoY의 unit 증가율과 +17%YoY의 density 증가율을 보일 것으로 기대된다. 다만 인텔의 Sapphire Rapids 출시가 2Q22로 예정되어, 클라우드 고객들의 hardware 교체 욕구를 자극하며 서버의 unit 판매량과 density 증가로 이어질 가능성도 높다. 즉, 수요의 upside 요인도 충분히 존재한다.

 

density
메모리 반도체의 용량

 

스마트폰은 대표적인 IT 디바이스 중 2020년에 유일하게 역성장을 기록했던 제품이다. 그러나 당사는 '그 동안의 사회적 거리 두기'에서 '리오프닝으로의 변화'가 홈가전(TV, PC, 백색가전 등)에서 모바일 제품(스마트폰 등)으로의 소비자 지출 이동을 일으킬 것으로 예상하고 있다. 특히 올 하반기에는 삼성전자와 Apple 등 주요 업체들의 신규 프리미엄 스마트폰 출시가 예정되어 있고, 인도 지역 코로나19 재확산으로 인해 부진했던 중저가 스마트폰의 생산 재개가 이뤄지는 만큼, 리오프닝 수요를 겨냥한 스마트폰 업체들의 경쟁적 제품 생산·판매가 나타날 것으로 판단한다.

 

리오프닝 (Reopening)
경제활동 재개

Apple (애플)
미국 캘리포니아의 아이폰, 아이패드, 애플 워치, 에어팟, 아이맥, 맥북, 맥 프로, 홈팟 등의 하드웨어와 iOS, iPadOS, macOS 등의 소프트웨어를 설계, 디자인하는 기업이다.

2022년 Mobile DRAM의 수요는 86.4억GB(+17%YoY)로 올해 수준의 성장률을 기록하고, DRAM 시장 내 수요 비중도 34%로 유지될 전망이다. 고객사별 수요 비중은 삼성전자 20%, Apple 16%, Oppo 13%, Vivo 12%, Xiaomi 18% 등으로, 중국 상위 3개 업체의 비중이 2021년 39%에서 2022년 42%로 더욱 증가할 것이다. 과점화된 DRAM의 공급 구조하에서 '안드로이드 진영에 있는 스마트폰 업체간 점유율 경쟁'이 발생 중이고, Mobile DRAM의 수익성도 여타 제품보다 낮은 수준이기 때문에, Mobile DRAM 공급 업체들은 2022년 제품 가격 협상에 상대적 우위를 점할 것으로 판단한다.

 

Oppo (오포)
BBK 산하 스마트폰 제조사. 중국의 가전제품 제조 회사로 스마트폰을 제조하는 중국 쪽 본사 oppo가 있으며, 미국 실리콘 밸리에 위치한 자회사 oppo digital이 그 산하에 있습니다. oppo digital은 음향기기를 전문으로 생산하며 하이엔드 오디오 시장에서 좋은 평가를 받고 있습니다.

Vivo (비보)
BBK 산하 스마트폰 제조사. 2009년에 설립되어 중국 광둥성에 있는 제조회사입니다. 온라인 마켓과 가성비로 승부를 보는 샤오미와 대형 유통망으로 승부를 보는 삼성전자와는 달리, 대도시보다는 중소형 유통망으로 승부를 보는 게 특징입니다.

Xiaomi (샤오미) 중화인민공화국의 베이징에 본사를 두고 있는 전자제품 제조 및 판매회사이다. 세계에서 4번째 규모의 휴대전화 제조업체이며, 주로 휴대전화, 모바일 앱, 랩톱 및 관련 가전제품을 설계, 개발 및 판매한다.

 

서버 DRAM은 당사 예상과 같이 2Q21 북미 Cloud, 3Q21 Enterprise 고객들을 중심으로 수요의 강세가 나타나고 있다. 지난 2Q21 서버의 hardware 판매량이 지난 3년간의 분기 최대 판매량을 넘어섰으며, 3Q21에는 역대 최대 출하량을 기록할 전망이다. 서버 DRAM의 수요 전망에 있어서 다소 아쉬운 점은 내년도 수요 촉매제 역할을 할 것으로 기대되고 있는 인텔의 신규 CPU(Sapphire Rapids) 출시가 또 한 번 지연되었다(2Q22 출시 예정)는 것이다. 또한 급격한 서버 수요 증가가 일부 부품들의 공급 부족을 야기시킬 것으로 보이기 때문에, 4Q21~1Q22 동안에는 '서버 수요의 계절적 비수기 영향'에 더해 '신규 CPU에 대한 대기 수요'가 서버 출하량의 급감으로 이어질 전망이다. DRAM 공급 업체들은이 시기를 활용해 자사의 DRAM 재고 수준을 정상화하며 업황 방어에 나설 것으로 보이지만, 단기적인 업황 불확실성 확대는 불가피해 보인다.

 

인텔의 Sapphire Rapids는 서버용 CPU로서 자사의 10nm SuperFin 공정에서 양산 예정이며, 업계 최초로 DDR5와 PCIe 5를 지원한다. 초기 제품은 1Q22 생산 후 2Q22에 ramp-up될 것으로 예상되며, 이후 HPC와 Datacenter 고객들의 memory bandwidth 요구에 대응하기 위해 HBM(High Bandwidth Memory)를 내장한 제품을 선보일 것으로도 예상된다. 서버 시장 점유율을 확대시키고 있는 AMD 역시 TSMC의 5nm 공정을 적용한 Epyc Genoa를 2022년에 출시할 전망이다. AMD의 Epyc Genoa는 현재의 Epyc Milan보다 +40%의 성능 향상을 이룰 것으로 기대되고 있으며, 인텔의 Sapphire Rapids와 같이 DDR5 및 PCIe 5를 지원할 것으로 보인다. 고성능 신규 CPU의 출시는 하이퍼스케일러들의 platform upgrade 및 신규 server 투자에 대한 욕구를 자극하며, 2Q22부터 본격적인 서버 DRAM의 수요 성장을 이끌 것이라는 판단이다.

 

PCIe 5.0 버스 (50레인)
- PCIe (PCI Express)
2003년에 인텔, 델, HP, IBM이 합작하여 PCI 의 후속 인터페이스로 발표하였고, 2004년부터 적용된 규격이다. 줄여서 PCI-E 또는 PCIE 또는 PCIe로도 표기한다. 
-레인 (lane)
비트(bit) 대신 레인(lane)이라는 방식의 단위를 사용하는데, 기존의 확장부 인터페이스는 전부 병렬 방식이지만 PCIe는 직렬 방식을 사용한다.

Ramp-up (램프 업)
장비 설치 이후 대량 양산에 들어가기까지 생산 능력의 증가를 의미하는 말이다.

Data center (데이터 센터)
서버 컴퓨터와 네트워크 회선 등을 제공하는 건물이나 시설을 말한다. 서버 호텔(server hotel)이라고도 부른다. 데이터 센터는 인터넷의 보급과 함께 폭발적으로 성장하기 시작했다. 인터넷 검색, 쇼핑, 게임, 교육 등 방대한 정보를 저장하고 웹 사이트에 표시하기 위해 수천, 수만 대의 서버 컴퓨터가 필요하게 되자, 이 서버 컴퓨터를 한 장소에 모아 안정적으로 관리하기 위한 목적으로 인터넷 데이터 센터를 건립하게 되었다. 통신업체의 데이터 센터는 인터넷 데이터 센터(Internet data center, IDC), 클라우드 서비스를 위한 데이터 센터는 클라우드 데이터 센터(cloud data center)로 부르기도 하나, 요즘 이러한 용어들의 구분은 거의 사라지고 데이터 센터라는 용어 하나로 통합되어 쓰이고 있다.

Memory Bandwidth (메모리 대역폭)

AMD (Advanced Micro Devices)
컴퓨터, 노트북과 슈퍼컴퓨터 데이터센터 목적 반도체 전기회로인 CPU, GPU, (FPGA)를 디자인하는 기업으로, 캘리포니아주 샌타클래라 서니베일에 위치하고 있다.

TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Limited)
대만의 반도체 파운드리(제조하는 기업)이다. 세계에서 가장 큰 반도체 제조 기업이다. TSMC는 다양한 웨이퍼 생산라인(고전압, 혼합신호, 아날로그)을 제공할 뿐만 아니라, 논리 생산라인에서 최고로 알려져 있다. ATI 테크놀로지스, 브로드컴, 코넥산트, 마벨, 엔비디아와, VIA 테크놀로지스같은 다수의 팹리스 첨단기술 회사는 TSMC의 고객이다.

5nm 공정
반도체에 5억분의 1미터 정도로 가는 전기 회로를 새길 정도로 정밀한 기술로 반도체를 만들었다는 뜻이다.

하이퍼스케일러 (hyperscaler)
구글이나 페이스북, 아마존웹서비스(AWS) 등과 같이 대규모 데이터센터를 운용(運用)하는 업체.

 

4) DRAM 공급 전망: 2022년 +16%YoY
2022년 DRAM의 CapEx는 총 218억달러로 -8%YoY 감소할 전망이다. 이는 과거 2년치 평균인 218억달러와 비슷한 수준으로, 'EUV 적용을 위한 단위당 투자 금액 증가'와 '삼성전자, SK하이닉스 등의 신규 공장 인프라 투자 비용'을 감안하면 결코 높은 수치가 아니다. 또한 EUV 도입을 위해 증가하는 삼성전자와 SK하이닉스를 제외하면, 나머지 업체들의 총 CapEx는 올해 대비 감소할 것으로 예상된다.

 

SK하이닉스
1983년 현대전자로 설립됐고, 2001년 하이닉스반도체를 거쳐 2012년 최대주주가 SK텔레콤으로 바뀌면서 SK하이닉스로 상호를 변경함. 주력 생산제품은 DRAM, 낸드플래쉬, MCP와 같은 메모리 반도체이며, 2007년부터 시스템LSI 분야인 CIS 사업에 재진출함. 2020년 10월 인텔의 NAND사업 양수를 결정함. 세계 반도체시장 점유율은 D램 28.4%, 낸드플래시 11.7%임.
출처 : 에프앤가이드

인프라 (Infra, Infrastructure, 기반 시설, 기간 시설)
경제 활동의 기반을 형성하는 기초적인 시설과 시스템(fundamental facilities and systems)을 말하며, 도로나 하천, 항만, 공항 등과 같이 경제 활동에 밀접한 사회 자본을 말한다. 최근에는 학교나 병원, 공원과 같은 사회 복지, 생활환경 시설 등도 포함시킨다. 이 "인프라"는 범위를 확장하여, "결제 인프라", "배송 인프라"처럼, "기반"을 뜻하는 용어로 쓰이기도 한다.

삼성전자는 'P2의 마지막 잔여 공간을 활용한 장비 투자'와 'P3 신규 가동 및 1anm 양산을 위한 R&D성 장비 투자', 'P4 신공장 건설 투자' 등에 집중할 것으로 예상된다. 또한 CIS 공급 과잉과 specialty DRAM의 공급 부족 등을 이유로 미뤄졌던 Fab 13의 공정 전환(DRAM → CIS)을 재개하고, 1anm(14nm) 양산 비중 확대를 위한 EUV 장비 입고도 지속할 것이다. 

 

CIS (CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) Image Sensor, CMOS 이미지센서)
카메라에서 사람 눈의 망막처럼 이미지를 포착하는 역할을 하는 장치다.

SK하이닉스는 M16 2차 클린룸 투자를 진행하고, M16과 Wuxi C2F 공장에 전공정 장비 투자를 진행할 전망이다. 다만 용인 클러스터가 가동될 것으로 예상되는 2026년 전까지 M16 공장만으로 EUV 공정 투자를 버텨가야 하기 때문에, 일정 부분의 시장 점유율 하락을 받아들인 보수적인 투자 기조를 유지할 것이다. Wuxi 지역의 C2F 공장에 있는 여유 공간은 미국의 대중국 규제로 인해 EUV 장비의 사용이 어려울 수 있기 때문에, EUV를 사용하지 않는 1anm 공정의 양산 준비도 진행될 것으로 예상된다. M16(EUV 적용 1anm)과 C2F(EUV 없는 1anm) 공장에 각기 다른 1anm 공정이 적용된다는 것은 결과적으로 DRAM의 net die 측면에서 불리하게 작용하기 때문에, 2022년 SK하이닉스로부터 나올 공급 증가율은 제한될 것이다. 

 

클린룸 (cleanroom, 청정실)
공기 중 입자들의 집중이 제어되도록 지어졌으며, 먼지의 발생, 유입, 유보가 최소화되도록 되어 있고, 온도, 습도, 그리고 압력이 요구에 따라 제어되는 방을 의미한다.

전공정
반도체 제조 과정은 전(前)공정과 후(後)공정으로 나뉜다. 반도체 칩을 설계하고 이를 웨이퍼에 새기는 것이 전 공정, 이후 웨이퍼에 새긴 칩을 잘라서 절연체로 감싸 외부 충격으로부터 보호하고 전력을 안정적으로 공급받도록 배선을 까는 작업 일체를 후공정 작업이라고 한다.

Micron은 대만 A3 공장의 여유 공간이 넉넉치 않다. 2022년 상반기 중에 15K/월의 장비 투자만이 진행되고, 최대한 제품 및 공정 믹스 개선을 통해서 전방 수요에 대응할 것으로 예상된다. 1anm의 양산 속도가 당초 기대치를 넘어서고 있는 만큼, 1bnm가 mature될 것으로 보이는 2024년부터는 EUV 적용을 해야할 것으로 보인다. 이를 위한 신공장 건설 비용이 필요하고, 배당정책의 도입도 시작했기 때문에, DRAM 장비 투자에 있어서는 공급 업체 중 가장 보수적인 입장을 유지할 것으로 판단한다.

 

삼성전자의 1anm 공정은 1znm보다 EUV의 적용 layer 수가 급증하기 때문에, 단위당 필요한 EUV의 장비 수가 증가하게 된다. 1znm DRAM은 1개의 layer에 EUV 공정을 적용하고 있으며, 100K/월의 wafer input capacity 당 총 2대의 EUV 장비를 필요로 하는 것으로 파악된다. 1znm의 공정 비중이 2Q21 7% → 4Q21 17% → 4Q22 41%로 증가할 것으로 예상되는 만큼, 1znm 양산을 위해 4Q22까지 필요한 EUV의 장비 수는 총 5대 정도로 계산된다. 1anm 공정은 총 5개의 layer에 EUV 공정을 적용할 것으로 보이고, 100K/월의 wafer input capacity 당 총 9대의 EUV 장비를 필요로할 것으로 추산된다. 1anm 공정 비중이 4Q22까지 20% 수준을 기록할 것으로 예상되는데, 이를 환산하면 내년도 1anm 양산을 위한 EUV 장비의 필요 대수는 총 11대 정도일 것이다. 즉 삼성전자는 DRAM에 필요한 EUV의 장비를 총 12~13대 정도 추가 구매할 필요가 있으며, 이를 CapEx로 환산하면 총 3.0~3.5조원 수준이다. 삼성전자의 DRAM 부문에 사용되는 연간 유지보수 비용과 EUV 장비 구매에만 연간 7~8조원의 CapEx가 필요하고, 추가 수요를 맞추기 위한 장비 증설 비용은 여기에 더해질 것이다.

 

삼성전자 DRAM 부문의 CapEx를 2020년 10.9조원 → 2021년 10.8조원 → 2022년 11.5조원 → 2023년 11.2조원으로 각각 전망한다. CapEx 금액을 breakdown 해보면, 유지보수 비용 5조원/년과 EUV 장비 도입 비용 3~4조원/년을 제하면, 매년 30K/월 수준의 신규 장비 증설이 진행될 것이다. 그러나 2022년부터 DDR5가 양산되면 현재의 DDR4 대비 -15% 수준의 net die 감소(동일 공정 기준)가 발생되기 때문에, 연간 30K/수준의 투자는 DDR5 양산으로 인한 capacity loss(삼성전자 DRAM Capcity 600K/월 x 15% = 90K/월)를 보완하는 정도에 그치는 수준이다.

 

역대 최저치로 낮아질 것으로 예상되는 DRAM의 Investment Intensity도 2022년 공급 부족 재진입 가능성이 높음을 시사하고 있다. 2022년 DRAM 매출액 대비 설비투자(Investment Intensity)는 사상 최저 수준인 20%로 낮아질 전망이며, 절대 투자 금액도 전년 대비 -8%YoY 감소할 것으로 파악된다. 이는 2023년의 DRAM 공급 증가율도 2022년 대비 낮아진다는 것을 뜻한다. 아래 그림에서 볼 수 있듯이 지난 20여년 동안 DRAM의 Investment Intensity가 감소한 해에 DRAM의 가격 하락 폭이 확대됐던 전례는 드물었다. 또한 DRAM의 Investment Intensity가 저점을 형성했던 당해 및 이듬해에는 공급 증가율이 둔화되며 DRAM 산업의 호황이 어김없이 나타났다. 따라서 당사는 2022년 DRAM 산업에 대해 제한적인 공급 증가와 수급 개선, 가격의 상승전환을 전망하며, 업황의 본격적인 개선 시점도 시장의 일반적 예상 대비 빠른 2Q22일 것으로 판단하고 있다.

 

Investment Intensity (설비투자 금액)

 

 

 

NAND: 2022년 공급과잉 전망

1) NAND 수급 전망: 4Q21 공급 과잉 재진입 예상
3Q21 가격 강세를 보이고 있는 NAND는 연말에 접어들면서 수급 악화와 고정가격 하락이 나타난 뒤, 2022년 3분기가 되서야 수급 balance 수준에 재진입할 전망이다. 2022년 NAND의 총 수요는 eSSD와 Mobile 제품의 Density(GB/System) 증가, eSSD와 Client SSD의 시장 성장으로 인해 +29%YoY 증가할 것으로 예상되지만, 공급(Real Capacity)이 '삼성전자와 SK하이닉스, Kioxia의 증설' 및 '128~176단 생산 효율 개선'으로 인해 +32%YoY 증가할 것으로 판단된다. 예상대로 eSSD의 수요 강세가 이어지고는 있지만, PC 및 일부 서버 고객들의 order cut과 공급 업체들의 128~176단 공급량 증가가 수급에 악영향을 끼칠 것이라는 판단이다. NAND는 수요의 가격 탄력성이 매우 높기 때문에, 이러한 수급 불균형은 단기적인 수요 둔화로 이어지고, 이는 또다시 NAND의 가격 하락으로 이어지는 악순환이 이어질 수 있다. 단기적인 수급 악화와 수요 불확실성 확대는 불가피해 보인다.

 

eSSD (Enterprise SSD, 기업용 SSD)
- SSD (Solid State Drive, 솔리드 스테이트 드라이브)
반도체를 이용하여 정보를 저장하는 장치이다. 솔리드 스테이트 드라이브는 순수 전자식으로 작동하므로 기계식인 하드 디스크 드라이브(HDD)의 문제인 긴 탐색 시간, 반응 시간, 기계적 지연, 실패율, 소음을 크게 줄여 준다. 반면에 DRAM이 아닌 플래시 메모리가 적용된 SSD의 경우, 데이터 접근 시간이 아닌 연속적인 읽기와 쓰기에 대해 하드 디스크보다 속도가 낮은 경우가 대부분이었다. 하지만 최신 기술이 적용된 SSD의 경우, 대부분 하드 디스크 드라이브 이상의 읽기와 쓰기 속도를 낸다.

KIOXIA (키오시아)
도시바의 낸드 플래시 메모리 사업이 분사되어 설립된, 일본 굴지의 반도체 기업이다. 키옥시아라는 표기도 사용된다.

 

다만 분기별로 보면 수요 둔화와 공급 증가가 맞물리는 4Q21부터 2Q22까지 공급과잉 국면을 거친 뒤, 4Q22에 공급 부족 국면에 재진입할 것으로 보인다. 삼성전자의 공급 증가(Xian 2, P2, P3 공장 증설)가 집중될 것으로 보이는 1H22 동안에는 '추가 가격 하락을 기대하는 고객들의 대기 수요가 발생' 할 것으로 예상되고, 2Q22 중반을 넘어서면서 Sapphire Rapids 출시에 따른 eSSD 수요 성장과 모바일 신제품 출시 등이 맞물리면서 수급의 빠른 개선이 나타날 것으로 전망된다.

 

2) NAND 수요 전망: 2022년 +29%YoY
2022년 NAND의 총 수요는 7,351억GB(+29%YoY)로, 올해 대비 낮을 성장률을 기록할 전망이다. Application별 수요 증가율은 Client SSD +22%YoY, Enterprise SSD +57%YoY, Smartphone +30%YoY, Game Console +34%YoY, TV +20%YoY, USB +17%YoY 등으로 각각 예상된다.

'Enterprise SSD와 Smartphone, Gaming Console'이 산업의 수요 성장을 이끌 전망이며, 그동안 큰 폭으로 성장해왔던 Client SSD 수요는 높아진 시장 침투율과 세트의 판매 부진으로 인해 시장 성장률을 하회할 전망이다. Enterprise SSD는 서버 시장 내 침투율이 증가하면서 +16%YoY의 unit 판매량 증가를 기록하고, unit 당 평균 탑재율도 +36%YoY 급등할 것으로 기대된다. Smartphone은 2022년 +6%YoY의 unit 증가율과 +23%YoY의 density 증가율을 보일 것으로 예상되며, Game Console은 +8%YoY의 unit 증가율과 +24%YoY의 density 증가율을 보일 것으로 기대된다. 다만 NAND의 가격 하락이 마무리될 것으로 예상되는 2H22에는 Client SSD와 Enterprise SSD에 대한 고객들의 재고 축적 수요가 예상보다 높아질 수 있기 때문에, 2022년 하반기 NAND 총 수요 증가와 수급 개선 속도가 예상치를 넘어설 수도 있을 것이다.

 

2H22 (H = Half, 반기)
2022년 하반기

 

NAND 산업의 중장기 수요 성장을 견인할 Enterprise SSD 시장은 당사의 예상치를 넘어서는 성장률을 보이고 있다. 상승세를 보이기 시작한 Enterprise SSD의 수요는 올해 상반기 동안 +54%HoH의 급성장을 이뤘다. 이는 당사가 그 동안 언급해왔던 Enterprise SSD의 Nearline HDD 수요 대체율이 기대치를 넘어서고 있다는 것을 의미한다.

 

HoH (Half on Half)
반기 대비 증감률

 

Enterprise SSD는 여전히 Nearline HDD보다 단위 용량당 가격이 비싸기는 하지만, 전력 효율과 부대 시설을 포함한 Data Center의 총 운용 비용 측면에서 고객들에게 우호적 반응을 받고 있는 것으로 보인다. 단위 용량당 절대 가격 측면에서도 보면, 지난 연말 Enterprise SSD의 가격은 Nearline HDD보다 9배 수준 높게 형성되어 있었지만, 2022년 하반기가 되면 7배 이하 수준까지 낮아질 전망이다. 당사는 올 연말부터 내년 3분기까지 3D NAND 가격의 급격한 하락을 예상하고 있으며, 이를 계기로 Enterprise SSD의 시장 침투율이 재차 급등하는 구간에 진입할 것으로 판단하고 있다.

 

지난 자료에서 언급했던 것처럼, 올 연말·연초를 기점으로해서 Enterprise SSD의 TCO(Total Cost of Ownership)가 Nearline HDD보다 낮아지기 시작할 것이다. 즉 초기 투자 비용, 향후 수년간 운영될 전력 비용과 부대 시설 운용 비용, 유지 보수 비용 등을 포함하면, Data Center에 사용되는 Storage를 HDD에서 Enterprise SSD로 변경하는 것이 더욱 유리해진다. 실제 산업 통계 데이터를 보면, Data Center 내에서 사용되는 전력 사용량의 32%가 메모리 관련 비용이기 때문에, HDD를 SSD로 변경할 경우 전력 소모비용과 운용 비용 대폭 감소한다.

 

TCO (Total Cost of Ownership, 총소유비용) 
구매 당시의 장비가격 뿐만 아니라 장비가 수명을 다할 때까지 일정 품질을 유지하는데 필요한. 즉, 실제로 지출되는 총 제반 비용 (교육훈련, 유지보수 등 포함)을 감안하여 산출되는 비용.

 

HDD에 대한 대체율이 급증한 PC 시장의 경우를 보면, 이러한 기대가 현실화될 수 있음을 알 수 있다. 아래 그림에서 확인할 수 있는 것처럼, PC 시장의 경우 2016년에 SSD와 HHD 간의 TCO crossover가 발생했었다. 그리고 이 시기를 전후로 해서 PC 시장 내 SSD 침투율은 2015년 19%에서 2019년 55%, 2021년 75%까지 급증세를 기록했다. SSD가 데이터센터의 이산화탄소 방출량을 대폭 감소시켜 줄 수 있는 이점이 부각되는 상황에서 TCO까지 낮아지게 된다면, 과거 PC 시장에서 보여줬던 시장 침투율 상승보다 더욱 빠른 속도를 경험할 수 있을 것이다.

 

더욱 장기적인 관점에서 2025년 전후를 기점으로, Client와 Enterprise 시장을 포함한 SSD 제품의 단위 용량당 평균 가격이 HDD보다 낮아질 수 있을 전망이다. 물론 삼성전자를 포함한 NAND 업체들이 계획 중인 3D NAND의 기술 개발과 양산에 큰 차질 없어야만 하겠지만, 이렇게 될 경우 NAND는 수요 증가율이 더욱 가팔라지는 구간에 진입하게 될 것이다. HDD 시장을 잠식해 나아가는 SSD의 중장기 수요 성장 스토리에 우리의 투자 포인트를 맞춰야만 한다.

 

3) NAND 공급 전망: 4Q21 장비 투자 재개
2022년 NAND 산업의 총 CapEx는 269억달러로 -2%YoY 감소할 전망이다. 그러나 산업 내 의미 있는 시장 진입에 어려움을 겪고 있는 중국 YMTC의 CapEx 감소(2020 39억 달러 → 2021년 65억달러 → 2022년 28억달러)를 제외하면, 삼성전자와 SK하이닉스 등 주요 NAND 업체들의 CapEx는 전년대비 +15% 증가할 것으로 보인다. 이는 지난 2년간 평균 금액인 200억달러 대비 +20% 증가한 것으로, 삼성전자의 P2·X2·P3, SK하이닉스의 M15, 키옥시아의 Y7, 마이크론의 Fab10 등에 본격적인 장비 투자가 진행될 것임을 의미한다.

 

YMTC (Yangtze Memory Technologies)
중국의 메모리 반도체 제조회사. DRAM 칩과 플래시 메모리 칩을 생산한다. 중국기업 최초로 3D NAND적층 기술을 활용한 메모리 양산에 성공하였다.

삼성전자 NAND 부문의 CapEx를 2020년 11.0조원 → 2021년 10.6조원 → 2022년 12.4조원 → 2023년 12.2조원으로 각각 전망한다. CapEx 금액을 breakdown 해보면, 연간 유지보수 비용 5조원/년과 P3 인프라 투자 비용 1조원/년을 제외하면, 매년 70~90K/월 수준의 신규 장비 투자가 있을 것이다. 삼성전자는 1Q21 이후 반도체 부문에 대한 대규모 설비 투자를 미루며, X1(시안 1공장)과 P1(평택 1공장)에 있는 NAND를 128단으로 전환하는데 집중해 왔다. 이러한 노력은 1H21 동안 '경쟁사 대비 큰 폭의 원가(Cost/bit) 절감'과 '소폭의 시장 점유율 확대'를 가능하게 한 것으로 보인다. 그러나 4Q21부터는 NAND 중심의 전공정 장비 투자에 다시 집중할 것이다. 당사의 channel check에 따르면, 신규로 지어지는 P3(평택 3공장)는 기존 P2(평택 2공장) 보다 +50% 정도 더욱 큰 design capacity를 갖게 되는데, 이 중 상당 부분이 NAND에 배정될 것으로 파악된다. P3 공장에 첫 번째(phase 1) 클린룸 설비 투자가 완료되는 시점은 올 연말이고, 이 시점을 전후로 176단 또는 22x단 3D NAND에 대한 장비 투자를 시작할 것이다. 또한 현재 보유 중인 NAND 공장(X2(시안 2공장), P2)의 잔여 공간에도 전공정 장비 투자를 재개하며, 2022년 하반기 수요 증가에 대비할 전망이다.

 

Cost/bit (비트당 가격)

design capacity (설계능력)

SK하이닉스는 올해 들어 신규 투자에 극도로 신중한 모습을 보이며, NAND의 단층 수 증가 및 원가 개선에 집중하고 있다. 당사는 내년 상반기를 시작으로 SK하이닉스의 M15 장비 투자가 재개될 것으로 예상 중이다. 올 연말에는 Intel의 SSD 사업부 인수가 예정되어 있기 때문에, 이후 SK하이닉스의 NAND 부문 투자가 본격화될 것이라는 판단이다.

 

종합해보면, 올해 4분기를 시작으로 Enterprise SSD 시장 성장에 대비한 NAND 업체들의 전공정 장비 투자가 집중될 것이다. 앞서 얘기한 삼성전자와 SK하이닉스의 경우에도, 1Q21 이후 집중해왔던 128단 전환 투자를 마무리하고 전공정 장비 투자를 재개할 것이며, 그동안 소극적인 투자를 진행해온 일본의 키옥시아도 2022년 상반기 중에 Y7 공장에 대한 설비투자를 시작할 것이다. 2022년 NAND산업의 wafer input capacity는 stacks 수 증가에 따른 감소분을 감안하더라도 뚜렷한 증가세를 보일 전망이다.

 

삼성전자의 3D NAND 공정은 현재 128단 제품으로 대거 전환되고 있다. Single stack 기술을 적용하고 있기 때문에, 경쟁사가 양산 중인 162~176단 double stack 제품보다 약간의 수익성(Cost per bit) 우위를 보이고 있다. 

 

Single stack, double stack
싱글스택은 셀을 수직으로 쌓은 뒤 전류가 흐르는 통로인 채널 홀(Hole)을 한 번에 뚫는 것을 말한다. 더블스택은 적층된 저장 공간의 층 간 전기적 연결을 돕는 채널 홀을 두 번에 나눠 뚫는 작업을 뜻한다. 더블스택으로 적층하면 제조 공정이 길어져 수율이 낮아지고 반도체 회로가 복잡해져 데이터 전송 속도가 느려진다.

 

그러나 수익성의 과거 흐름을 보면, 경쟁사인 키옥사아와 마이크론, SK하이닉스 등과의 격차가 대거 축소됐다. 당사는 2022년 삼성전자의 3D NAND 공정이 한세대를 8세대로 레벨업될 가능성이 높다고 판단하고 있으며, 신규 공장인 P3에 해당 투자가 시작될 것으로 예상 중이다. 이를 통해 Kioxia/Western Digital 진영과의 좁혀진 시장 점유율을 재차 확대해 나아갈 것이다. NAND 부문에 대한 삼성전자의 공격적인 투자 행보가 기대된다.

 

Foundry: Mobile에서 HPC로 전방 시장 확대

1) 삼성전자 비메모리, 2022년 큰 폭의 수익성 개선 예상
Foundry를 포함한 삼성전자의 비메모리 부문 CapEx는 2020년 11.0조원 → 2021년 12.7조원 → 2022년 14.5조원 → 2023년 13.5조원으로 크게 증가할 전망이다. 삼성전자의 비메모리 부문은 2020년 총 17조원의 매출액을 기록했으며, 이 중 AP가 17%, DDI가 17%, CIS가 24%, Foundry가 38%를 각각 기록했다. Foundry 신규 고객사 매출액이 대거 반영될 것으로 보이는 2022년에는 AP가 17%, DDI가 19%, CIS가 20%, Foundry가 42%를 각각 기록할 전망이다. 비메모리 부문의 영업이익은 Foundry 고객사와의 우호적인 단가 재협상과 수율 개선 등의 영향으로 인해, 2019년 1.6조원 → 2021년 1.3조원 → 2022년 2.8조원으로 크게 증가할 전망이다. 즉 2022년은 그동안 집중적으로 투자됐던 비메모리 부문에서 의미 있는 실적을 달성하는 원년이 될 것이다.

 

AP (Application processor, 애플리케이션 프로세서)
스마트폰, 태블릿에서 명령해석, 연산, 제어 등 사람의 두뇌 역할을 하는 핵심 부품(반도체)이다. 명령해석, 연산, 제어 등을 하면서 PC나 컴퓨터와 달리 CPU(중앙처리장치)라고 부르지 않는 이유는, CPU의 기능 외에도 GPU(그래픽프로세서)와 설계에 따라 통신 칩(3G, 블루투스, Wi-Fi 등)과 USB와 같은 부가기능까지 하나의 칩에 포합시켜 놓는 칩셋의 형태로 구성되었기 때문이다. 추가로 난제를 해결하기 위한 알고리즘도 일반적인 CPU와 달리 복잡한 체계로 이루어져 있다. 그래서 해당 칩셋을 SoC(System on Chip)이라고도 불리며, 말 그대로 직역하면 CPU와 GPU등 칩 하나에 여러 기능을 집적시켜 모든 애플리케이션 구동과 시스템장치, 여러 인터페이스 장치 등을 제어하고 관장하는 장치로, 부피를 줄이고(기존의 컴퓨터에 사용되는 칩 보다), 전력소모를 최소화 할 수 있게 되어 한손에 들고 다닐 수 있는 초소형의 컴퓨터(스마트폰이나 태블릿)이다. 다만 부피가 작은 만큼 그에따라 공정도 까다로워 단가가 비싸고 성능도 일반 연산 장치와 달리 느리기에 PC나 컴퓨터에선 CPU 또는 GPU 자체에선 SoC를 잘 사용하지 않는다.

DDI (Display Driver IC) 
디스플레이를 구성하는 수많은 화소들을 조정해 다양한 색을 구현토록 하는 디스플레이 구동칩이다. 전달받은 디지털 신호를 RGB 아날로그 값으로 전환하여 스마트폰, 태블릿PC, TV용 디스플레이 패널에 전달해 영상을 구현한다.

 

비메모리 시장은 IT 제품의 수명 주기 단축, R&D 및 공장 건설비 급증 등으로 인해 기존 IDM이 Fabless와 Foundry로 분업화되어 있다. Foundry는 생산 설비를 갖추고 있지만, 자사의 제품 없이 타업체들의 제품을 위탁생산 하는 비즈니스 모델로서, 1987년 TSMC 설립 후 '첨단 공정 도입 → 고객 통합 유치 → 제조 비용 하락 → 수익성 증가 → 추가 투자'의 선 순환 발생되고 있다. 2006년부터는 단순 제조에서 벗어나, Fabless 업체들의 설계 대행 역할도 수행하고 있고, 업무 표준화를 통한 수율 개선도 진행되어 오고 있다. 그 외 풍부한 IP(설계 자산) 지원, 후공정을 포함한 원스톱 솔루션 제공을 통해 고객들의 개발/제조/납기 기간 단축시켜 주는 등, Fabless 고객들의 노고를 덜어주는데 주력하고 있다.

 

IDM (Integrated Device Manufacturers, 종합 반도체 회사)
반도체 칩 설계에서 제작, 판매까지 모든 생산 과정을 수행한다.

fabless semiconductor company (팹리스 반도체 기업)
반도체 칩을 구현하는 하드웨어 소자의 설계와 판매를 전문화한 회사이다. 팹리스는 반도체 파운드리나 "팹"이라고 불리는 전문화된 반도체 제조사로부터 소자의 아웃소싱 제조를 하는 장점을 지닌다. 선구적인 팹리스 개념에서 신뢰는 자이링스의 버니 본더슈미트와 칩 엔 테크날러지스의 조던 A. 캠벨에 의하여 확립되었다.

Foundry 사업을 함에 있어서는 첨단 공정 도입과 풍부한 DB 지원이 중요하다. 고객사인 Fabless(설계전문) 업체는 제품의 개발 전에 Foundry 업체로부터 Fab DB(IP Blocks, Cell Library)를 받게 되며, 고객들은 이를 이용하여 제품 설계 진행한 뒤 Foundry 업체에 제조 위탁을 맡기게 된다. 즉 제공받는 Fab DB가 풍부할수록 설계 기간이 단축되고 비용 절감도 가능해진다. 이러한 작업이 보통 수년에 걸쳐 진행되기 때문에, Foundry 고객 확보를 위해서는 첨단 공정 도입과 풍부한 DB 지원 필수적이다. 더불어 최근에는 첨단 후공정 지원을 통해 고객사 제품의 성능 개선도 적극 대응해줘야만 한다.

 

IP block
지식 재산권이 되는 논리, 셀, 집적 회로 레이아웃 설계의 재이용 가능한 유닛이다. IP 코어는 다른 업체에 라이선스하거나 하나의 사업체에서 전적으로 소유, 사용할 수 있다.

Cell Library
고유의 function을 갖는 primitive cell인 NAND, NOR, XOR 등을 지칭하는 것으로서 각각의 Cell 에는 Logic Symbol, Electrical data와 Layout이 한 조로 구성되어 있다.

 

Foundry 시장은 2002년 108억달러 → 2010년 283억달러 → 2018년 629억달러 → 2020년 775억달러 → 2023년 975억달러 크게 성장할 전망이다. 코로나19 이후 발생한 work from home 및 distance education 등의 영향으로 인해 HPC(High Performance Computing) chips의 수요가 크게 증가하고 있고, 5G 네트워크와 스마트폰의 시장 확대 등이 수요의 견인차 역할을 하고 있다. 또한 7nm 및 5nm공정 도입과 공급 부족으로 인해 서비스 단가의 상승이 나타나고 있으며, 2022년에는 HPC 시장 성장과 Intel의 outsourcing이 가속화되며 공급 부족이 심해질 가능성도 존재한다. 올 한해 DDI(Display Driver IC)와 PMIC(Power Management IC)의 수요 폭증으로 인해 발생한 200mm Foundry의 공급 부족은 2022년에도 지속될 전망이다.

 

outsourcing (아웃소싱) 
기업이나 조직에서 제품의 생산, 유통, 용역 등, 업무의 일부분을 외부의 전문기관에 위탁하는 것을 말한다. 원래는 미국 기업이 제조업 분야에서 활용하기 시작했으며 경리, 인사, 신제품 개발, 영업 등 모든 분야로 확대되고 있다. 기업은 핵심사업에만 집중하고 나머지 부수적인 부문은 외주에 의존함으로써 생산성 향상을 극대화할 수 있다.

PMIC (Power Management Integrated Circuit, 전원 관리 집적 회로)
주 전원을 입력받아 전자기기에서 요구하는 안정적이고 효율적인 전압 또는 전류로 변환 정류, 분배 및 제어하는 칩이다. 휴대용 디바이스, IoT 디바이스 등 다양한 장비에서 사용된다. 하나의 메인보드에서 LED Driver PMIC, Main PMIC 등등의 다양한 PMIC를 사용할 수도 있다.

Foundry 시장은 '가격 변화로 인해 변동성이 심한 DRAM과 NAND' 대비 안정적인 성장세를 유지하며, Intel의 CPU, Qualcomm의 Modem, Nvidia의 GPU 시장 규모를 이미 크게 추월했다. Foundry 산업 성장의 축은 수요 증가와 가격 상승인데, 메모리 반도체와 달리 증가하는 단위당 투자 금액을 고객들이 일정 부분 부담하고 있는 것이 핵심이다.

 

Qualcomm (퀄컴)
미국의 무선 전화통신 연구 및 개발 기업이다.

MODEM (MOdulator and DEModulator, 모뎀)
정보 전달(주로 디지털 정보)을 위해 신호를 변조하여 송신하고 수신측에서 원래의 신호로 복구하기 위해 복조하는 장치를 말한다. 주로 컴퓨터 정보통신을 위한 주변기기로 많이 사용한다. 변조를 하는 이유는 전송선에 디지털 신호를 바로 보내면 신호 전달이 잘 되지 않기 때문이다. 데이터가 같은 비트로 연속되면 전송특성상 신호 전달에 문제가 발생하므로 전송선의 특성에 맞추어 변조한다. 모뎀은 아날로그/디지털 변환기의 일종으로 컴퓨터의 디지털 신호를 아날로그 신호로 바꾸어 전송하고, 아날로그 신호를 받아 디지털 신호로 읽어낸다. 좁은 의미에서는 개인용 컴퓨터와 전화선을 이어주는 주변기기이다.

NVIDIA (엔비디아)
미국의 컴퓨터 GPU를 디자인하는 회사다. GPU와 그 연산구조를 활용하여 인공지능 컴퓨팅의 학습을 목적으로 반도체 전기회로를 디자인한다.

GPU (graphics processing unit, 그래픽 처리 장치)
컴퓨터 시스템에서, 그래픽 연산을 빠르게 처리하여 결괏값을 모니터에 출력하는 연산 장치이다.

 

2) 삼성전자, Mobile에서 HPC로 Foundry 전방 시장 확대
삼성전자는 자사 AP인 엑시노스 제품과 Qualcomm, Nvidia, IBM 등을 고객으로 하고 있지만, 아직까지는 규모의 경제 미달성과 일부 제품에 대한 불리한 가격 협상 등으로 인해 낮은 수익성을 기록하고 있다. Foundry 시장 점유율은 엑시노스 제품을 포함할 경우 2020년 기준 17%를 기록했고, 올해에도 17%로 유지될 것으로 보인다. 2018년 15%보다 증가하기는 했지만, 부동의 1위인 TSMC의 시장 점유율(2018년 54% → 2020년 54% → 2021년 55%)에는 크게 미치지 못한다.

 

IBM (International Business Machines Corporation, 국제 사무기기 회사)
미국의 다국적 기술 및 컨설팅 회사이다. 천공카드 시스템을 고안한 허먼 홀러리스가 1896년 창설한 제표기기회사가 1911년에 국제시간기록회사·Computing Scale Company·번디 제조회사와 합병해 세운 전산제표기록회사(CTR)가 이 회사의 전신이다. 터뷰레이팅 머신의 자동 표작성기는 1890년의 미국 국세 조사(國勢調査)에 사용되어 대단한 위력을 발휘하였다. CTR은 한때 경영 부진에 빠졌으나 1914년 토머스 J. 왓슨을 사장으로 영입해 급성장의 계기를 이룩했다.

이후 1924년 지금의 이름으로 변경하고 토머스 왓슨의 아들 토머스 J. 왓슨 주니어의 노력으로 PC를 개발했다. IBM이 PC를 개발한 뒤 내부를 공개 하였으며 수많은 업체들은 PC의 주변기기를 개발하였고 IBM은 로열티를 받지 않았기 때문에 PC의 기술은 빠르게 성장하였다. 그래서 전 세계 대부분의 사람들은 PC를 사용하고 있다. IBM은 PC의 기능을 보강하여 PS/2라는 새로운 컴퓨터를 만들기도 하였다. PS/2에서는 로열티를 받으려 하였고 그로 인해 수많은 업체들과 사용자들은 PS/2를 외면하였다. 결국 PS/2는 세상에서 자취를 감추고 만다. IBM은 주로 메인프레임을 위주로 한 하드웨어 업체였으나, 1990년대부터 소프트웨어, 서비스 등으로 분야를 넓혀왔다.

 

그러나 기회도 분명히 있다. 고객 입장에서 봤을 때, 제품의 공정 복잡도 상승과 IP 사용량 증가 등으로 인해 급증하고 있는 design cost가 부담일 것이다. Foundry의 design cost는 65nm와 28nm 공정 기준으로 각각 2,900만달러와 5,130만달러에 불과했지만, 첨단 공정인 7nm와 5nm에서는 각각 3.0억달러와 5.4억달러로 급증했다. Chip의 design 시에 사용되는 평균 IP block의 수도 65nm 40개 → 28nm 90개 → 7nm 204개 → 5nm 276개로 급증하고 있어, 어느 때보다 Foundry 의존도가 높아지고 있다. 이미 시장을 과점하고 있기에 특정 고객 대상의 단가 인하가 어려운 TSMC와 달리, 삼성전자는 고객 확보를 위해 더욱 우호적인 가격 정책을 제공해 줄 수 있을 것이다.

급증한 design cost 부담으로 인해, Foundry의 주요 수요처인 Fabless 시장에서는 그 어느 때보다 신규업체들의 진입이 매우 어려줘 졌다. 삼성전자가 Foundry 부문에서 의미 있는 성장을 하기 위해서는 기존 Fabless 업체들을 고객으로 확보해야만 하며, 해당 업체들과의 장기적인 관계 개선이 중요하다. Fabless 시장은 2019년 945억달러에서 2020년 1,166억달러로 크게 성장했는데, Qualcomm, Broadcom, Nvidia, MediaTek, AMD, Xilinx 등을 포함 한 상위 10개 업체의 매출액 비중이 전체의 67% 차지하고 있다. 해당업체들은 대부분 22nm 이하의 첨단 공정을 사용하고 있으며, 2020년을 시작으로 7nm 이하 공정 적용하기 시작했다. 삼성전자가 이 10개 업체들과의 우호적 관계를 맺는데 성공한다면, 계단식 시장 점유율 상승이 가능하다는 의미이기도 하다.

 

Broadcom (브로드컴)
광대역 통신용 집적 회로를 판매하는 미국의 기업이다. 브로드컴은 라즈베리 파이를 후원하기도 하면서 세계적인 반도체 기업에 포함되는 기업이다.

MediaTek (미디어텍)
타이완의 팹리스 반도체 기업으로, 무선 통신기기, 광학 저장기기, HDTV, DVD 등의 칩셋을 설계, 판매하고 있다. 미디어텍은 1997년 설립되었으며 본사는 타이완에 있다. 중화인민공화국, 싱가폴, 인도, 대한민국, 미국, 일본, 아일랜드, 덴마크, 영국에 지사와 연구소를 운영하고 있다.

Xilinx (자일링스)
FPGA로 알려진 리컨피규러블 하드웨어 집적 회로 부분에서 가장 큰 개발업체이고 팹리스 반도체 기업이다

 

공급 업체 입장에서의 Foundry 시장은 성장성이 높지만, 크게 증가한 설비 투자 금액이 부담일 수 있다. Foundry 시장에서 의미있는 고객을 확보하기 위해서는 아래 차트에서 확인할 수 있는 것과 같은 대규모의 투자 금액이 필요하다. Foundry의 공정이 5nm까지 낮아지면서 한 대에 2,500억원 정도하는 EUV 장비의 적용 layer 수가 급증하고 있고, DPT와 QPT 공정의 적용 layer도 증가하고 있다. 이에 따라 Foundry의 fab start cost는 28nm 48억달러 → 7nm 120억달러 → 5nm 150억달러로 급증하고 있으며, 이는 자연스레 경쟁 강도의 개선으로 이어지고 있다. 5nm 기준의 fab start cost를 감당할 수 있는 업체는 전 세계에 삼성전자와 TSMC, Intel 정도이며, GlobalFoundries는 7nm 공정 개발 자체를 무기한 연기했고, UMC는 14nm Bulk CMOS 공정에 일부 투자할 뿐 10nm 이하 공정 개발은 유보 상태이다. 중국의 SMIC가 최근 7nm 기술 개발 시작했지만, 기술 경쟁력에서는 크게 뒤쳐져 있다.

 

DPT (Double Patterning Tech, 더블 패터닝 기술)
단일 패터닝은 포토 공정 시 resolution의 한계로 패턴의 피치 사이의 간격이 존재할 수밖에 없다. 이를 해결하기 위해 멀티 패터닝이 도입되었다. ​ 멀티 패터닝은 패턴의 밀도를 높이기 위한 과정으로 기본적인 더블 패터닝이 존재한다.

QPT (Quadraple Patterning Tech, 쿼드러플 패터닝 기술)
기존 DPT 공정을 반복하는 방식으로 10나노대 미세 회로를 구현한 기술이다. DPT로 첫 번째 회로를 형성하고, 회로 사이에 또 하나의 패턴을 새겨 넣는 원리다. 기존 액침 노광기를 그대로 쓸 수 있고, DPT와 연속성도 커 안정적이다.

GlobalFoundries (글로벌파운드리스)
2009년 ATIC가 AMD의 생산 부문을 인수하고 확장 투자로 만든 반도체 파운드리 업체이다.

UMC (United Microelectronics Corporation, 유나이티드 마이크로일렉트로닉스 코퍼레이션)
중화민국 후원 연구소 ITRI에서 스핀오프하여 1980년에 중화민국의 첫 번째 반도체 회사로 설립되었다. 오늘날 UMC는 팹리스 반도체 회사를 상대로 판매용 파운드리 사업과, 집적회로 웨이퍼 제조기업으로 유명하다.

SMIC (Semiconductor Manufacturing International Corporation, 중신궈지)
중국 최대 반도체 위탁 생산(파운드리) 기업.

 

3) 비메모리 공급 전망: 계속되는 신공장 건설과 장비 투자
삼성전자의 비메모리 반도체의 wafer input capacity는 꾸준히 증가하고 있으며, Foundry의 경우 올해 35K/월와 2022년 추가 30K/월의 투자가 있을 것으로 기대된다. 또한 전방 수요처의 경우에도 그동안의 Mobile 일변도를 벗어나 HPC(High Performance Computing)으로 확대될 전망이며, 미국에 신규 Foundry 공장이 완공되어 가동될 것으로 예상되는 2023년 하반기에는 신규 고객의 양산 물량을 대거 확보할 수 있을 것으로도 기대되고 있다. 삼성전자의 300mm wafer input capacity는 2018년 214K/월에서 2020년 275K/월, 2022년 총 349K/월로 급증세를 지속할 것으로 보이며, 제품군도 PMIC, DDI, CIS, Mobile AP에서 GPU와 RF로 확대될 전망이다.

 

Wafer Input Capacity (웨이퍼 투입 생산량)

RF 칩 (Radio Frequency, 무선주파수)
모뎀칩에서 나오는 디지털 신호를 아날로그로 변환해 무선 주파수로 바꿔주고, 반대로 모뎀칩으로 전송하기도 하는 무선 주파수 송수신 반도체를 말한다.

 

삼성전자 파운드리 부문의 매출액도 2019년 5.3조원에서 2020년 6.4조원 → 2021년 7.4조원 → 2022년 8.9조원을 기록할 것으로 예상되며, 이를 포함한 비메모리 부문의 실적은 2020년 매출액 16.6조원과 영업이익 1.6조원에서 2022년 매출액 20.9조원과 영업이익 2.8조원으로 크게 상승할 것으로 보인다. 부문별로는 제품의 판가 상승이 예상되는 DDI가 매출액 3.9조원(+8%YoY), 시장 점유율 상승이 예상되는 AP가 매출액 3.5조원(+10%YoY), HPC로의 전방 확대가 예상되는 Foundry가 8.9조원(+20%YoY)으로 성장세를 보이고, 공급 과잉 속에서 경쟁사의 공격적인 가격 인하가 나타나고 있는 CIS는 매출액 4.1조원(-5%YoY)으로 하락할 것으로 예상된다. 수익성 측면에서는 가격 경쟁이 격화되고 있는 CIS 부문의 하락이 예상되기는 하지만, 고객사와의 우호적인 가격 협상이 예상되는 Foundry와 DDI 부문이 올해 대비 개선될 전망이다. Foundry를 포함한 삼성전자의 비메모리 부문 CapEx는 2020년 11.0조원 → 2021년 12.7조원 → 2022년 14.5조원 → 2023년 13.5조원으로 크게 증가할 전망이다.

 

반도체 업종 투자 전략

NAND 업황 둔화로 인한 변동성 확대 후 본격 반등 예상
반도체 업종의 주가는 전방 수요 둔화와 DRAM 업황의 down turn 진입 우려 등으로 인해, 연초 이후 계속된 기간 조정을 보이고 있다. 당사는 DRAM의 업황 둔화 우려가 현 주가 수준에 대부분 반영되어 있기는 하지만, NAND의 급격한 업황 둔화가 나타나면서 주가의 단기 변동성을 재차 확대시킬 가능성이 높다고 판단한다. DRAM의 경우 일부 PC-OEM과 서버 고객들의 order cut 영향이 마무리되고, 고객들의 DRAM 보유 재고가 정상화될 것으로 예상되는 4Q21 중반을 기점으로 업황 반등을 시도할 것으로 전망한다. 그러나 NAND는 3Q21말을 시작으로 제품의 고정가격 하락이 발생될 것으로 보이며, 이러한 산업의 흐름이 반도체 업종 주가에 부정적인 영향을 끼칠 것으로 판단 중이다. 따라서 삼성전자와 SK하이닉스를 포함한 반도체 업종에 대한 투자는 조금 더 긴 호흡을 갖고 접근하는 것이 바람직하다. 단기적으로는 NAND의 급격한 업황 둔화가 업종 주가의 변동성을 확대시킬 것으로 보이지만, 이후 4Q21 중반을 넘어서면서 DRAM 업황 개선 및 Foundry 투자 확대, NAND 전공정 장비 투자 사이클 재진입 등이 주가의 상승 전환을 일으킬 것으로 판단한다. 변동성 확대 시기에 반도체 업종에 대한 비중을 확대하는 전략을 추천한다.

 

 down turn (하강)

반도체 업종 top picks으로 삼성전자와 SK하이닉스를 제시하며, 중소형주 중에서는 반도체 장비를 최선호 업종으로 제시한다. 반도체 장비 업체의 경우 오랜 검증기간이 마무리되기 시작하는 올 하반기부터, 장비 국산화에 하나둘씩 성공하기 시작할 것으로 예상된다. 따라서 지난 2년간 보여줬던 반도체 소재 업체들의 국산화 모멘텀이 이제는 반도체 장비 업종으로 옮겨갈 것으로 보인다. 이러한 국산화 모멘텀은 4Q21부터 재개될 것으로 보이는 삼성전자와 SK하이닉스의 CapEx 투자 확대와 맞물리며, 반도체 장비 업종의 주가 강세를 이끌 것이다. 반도체 장비 업체 중 원익IPS, 테스, 엘오티베큠, 피에스케이, 케이씨텍을 최선호 종목으로 제시한다. 반도체 소재·부품 업종은 연말·연초 진행될 삼성전자의 DRAM 공정 전환 영향으로 인해, 기대치를 하회하는 출하량 증가가 예상된다. 그동안 소재 국산화와 이차전지 기대감 등이 반영되며 주가의 큰 반등을 이뤘었기 때문에, 주가의 추가 상승 여력이 높지는 않다고 판단한다. 반도체 소재 및 부품 업체 중에서는 valuation 여력과 주가 모멘텀이 남아있는 솔브레인, 원익머트리얼즈, 미코, 오션브릿지를 관심 종목으로 제시한다.

 

원익IPS
인적분할로 설립된 신설회사로 2016년 5월 재상장, 분할 전 회사인 원익홀딩스가 영위하던 사업 중 반도체, Display 및 Solar 장비의 제조사업부문을 담당. 2019년 2월 원익테라세미콘 합병으로 국내 대형 장비 기업으로 도약. 매출구성은 제품(반도체/Display/Solar Cell 제조 장비) 93.7%, 기타(장비 및 장치 유지보수에 필요한 부품, 기술용역 등) 6.3%로 이루어져 있음.
출처 : 에프앤가이드

테스
동사는 반도체 제조에 필요한 전공정 장비(PECVD, LPCVD, Gas Phase Etch&Cleaning 등)의 제조를 주된 사업으로 영위함. 2013년 반도체 전공정 장비인 LPCVD와 PECVD의 양산에 성공하였고, 비정질탄소막을 증착하여 신규 PECVD는 반도체 3D NAND 공정에 적용함. 주요 매출 구성은 반도체 장비(PECVD,GPE)와 디스플레이 장비(UVC LED 장비 등)으로 88.11% 이루어짐.
출처 : 에프앤가이드

엘오티베큠
동사는 반도체용 건식진공펌프의 제조, 판매, 수리 등을 영위할 목적으로 2002년 3월 설립됨. 2021년 3월말 현재 엘오티머트리얼즈, 엘오티씨이에스 등 국내외에 6개의 종속회사를 보유함. 독일 Oerlikon Leybold Vacuum사로부터 건식진공펌프사업부문(미국 피츠버그 소재)을 2002년 6월 인수함. 건식진공펌프는 반도체를 비롯하여 디스플레이, 태양광, 철강 및 일반산업 등의 다양한 산업분야에 주로 공급하고 있음.
출처 : 에프앤가이드

피에스케이
동사는 피에스케이홀딩스에서 전공정 장비 부분만 독립하여 설립된 반도체 장비 회사로 PR Strip 장비 글로벌 1위 기업임. 시장 점유율은 2019년 기준 약 25% 수준. 삼성전자, SK하이닉스 등 국내외 글로벌 업체들을 고객사로 확보하고 있으며, 램리서치(미국), Mattson Tech(중국), 히타치(일본) 등과 경쟁함. 매출구성은 반도체 공정장비류 외 73.87%, 기타 26.13%로 이루어져 있음.
출처 : 에프앤가이드

케이씨텍
동사는 2017년 케이씨로부터 인적분할로 설립되어 반도체, 디스플레이 장비 및 소재 사업 부분을 영위함. 반도체 전공정 장비 및 소모성 재료의 제조 및 판매를 주력사업으로 영위하고 있으며, 반도체 CMP, 세정장비/디스플레이 Wet-station 및 Coater 장비, 반도체 Slurry 등 라인업을 갖추고 있음. 매출구성은 반도체부문 75.68%, 디스플레이부문 24.15% 등으로 이루어져 있음.
출처 : 에프앤가이드

Valuation (밸류에이션)
기업, 업종, 시장 등 다양한 평가 대상의 내재된 가치 대비 시장 평가 수준을 뜻한다.

모멘텀 (Momentum)
주가 상승 또는 하락 정도를 표현할 때 사용하는 용어로써, 주가 상승 또는 하락 추세(경향) 및 그 원동력을 표현할 때도 사용하는 용어이다.

솔브레인
동사는 인적분할로 설립된 신설회사로 2020년 8월 재상장하였으며 분할 전 회사인 솔브레인홀딩스의 사업 중 반도체 및 전자 관련 화학재료 제조 및 판매 사업부문을 영위하고 있음. 삼성전자, SK하이닉스, LG디스플레이 등 국내 반도체 및 디스플레이 제조사에 공정용 화학 재료 등을 안정적으로 공급. 해외시장 진출을 위하여 중국에 반도체 공정재료 생산 및 판매를 위한 현지법인인 솔브레인(시안)전자재료유한공사 설립함.
출처 : 에프앤가이드

원익머트리얼즈
2006년 12월 1일을 기준 원익홀딩스의 특수가스사업부문을 물적분할 설립함. 지배대상기업은 반도체용 특수가스, 일반산업용 가스 및 전구체(프리커서)의 충전, 제조, 정제 및 판매 등을 영위하고 있음. 동사가 영위하는 전자재료용 특수가스의 수요분야는 삼성전자 및 SK하이닉스 등의 종합반도체 회사를 중심으로, 삼성디스플레이, 동우화인켐 등 디스플레이 및 LED 제조회사로 분류할 수 있음.
출처 : 에프앤가이드

미코
동사는 1999년 7월 16일에 설립되었으며, 2002년 1월 15일자로 코스닥시장에 상장하였음. 동사는 종속회사 9개사를 포함하여 주요 사업으로 반도체 및 LCD 장비를 구성하는 부품을 제작하는 부품사업부문과 반도체 및 LCD 장비를 구성하는 부품의 세정과 코팅을 영위하는 세정사업부문이 있음. 세라믹 소재 부품 제작기술을 바탕으로 국내 유일의 반도체 공정 장비용 고기능성 제품들을 제작할 수 있는 능력을 보유하고 있음.
출처 : 에프앤가이드

오션브릿지
2012년 3월에 설립되어, 반도체 공정용 화학재료와 반도체 FAB 설비 장비 생산 및 반도체 제조 공정용 화학제품을 생산하며 공급함. 주력 제품으로는 HCDS(절연막)와 TiCl4(축전지, 전극물질) 등 케미칼 소재와 특수가스 (Si2H6, CF4, HBr, GeH4) 보유하고 있으며, 주 고객사는 SK하이닉스임. 반도체 증착공정에 적용되는 HCDS와 Low-K 프리커서, 특수가스인 디실란(Si2H6)을 제조함.
출처 : 에프앤가이드

 

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Ⅱ. 삼성디스플레이 투자 전망 

중소형 OLED 투자 전망

1H22까지 6세대 30K/월 투자 진행 후, 2H22부터 8세대 투자 착수 예상
향후 3년간 삼성 그룹의 240조원의 투자 집행과 함께 삼성디스플레이의 투자도 탄력을 받을 전망이다. 삼성디스플레이는 2022년부터 중소형 및 대형 디스플레이 투자를 함께 추진할 것으로 전망되며, 중소형 디스플레이는 4Q21~1H22에 거쳐 30K/월 규모의 투자를 두 번에 걸쳐 집행할 것으로 예상된다. 당사는 그간 ‘삼성디스플레이의 감가상각 종료’에 주목해 왔는데, 2022년부터 삼성디스플레이의 생산라인의 감가상각이 대거 종료되며 감가상각비 부담이 크게 축소될 전망이다. 따라서 2022년부터 삼성디스플레이의 신규 투자 집행의 적기가 될 것으로 판단된다. 4Q21~1H22에 거쳐 진행되는 30K/월 규모의 투자는 기존 A3, A4 라인과 동일한 6세대(6G Half)로 집행되겠으나, 2H22부터는 새로운 기술인 8세대 중소형 OLED 양산 라인 투자가 추진될 것으로 전망된다.

 

삼성디스플레이
삼성 계열사. LCD 및 OLED 디스플레이 생산 및 판매 업체, 고화질/초대형/플렉서블 OLED 등 고부가가치 디스플레이 제품 출시

OLED (Organic Light-Emitting Diode, 유기 발광 다이오드)
빛을 내는 층이 전류에 반응하여 빛을 발산하는 유기 화합물의 필름으로 이루어진 박막 발광 다이오드(LED)이다. 제어 방식에 따라 PM OLED(Passive Matrix -, 수동형 유기 발광 다이오드)와 AM OLED(Active Matrix -, 능동형 유기 발광 다이오드, '에이엠 오엘이디'라 읽는 것이 맞으나, 이를 활용한 삼성의 자사 제품 광고에서 "아몰레드"로 홍보하면서 이러한 이름으로 더 잘 알려져 있다.)로 나뉘며, 발광 방식과 유기물 등에 따라 다시 구분된다. OLED 픽셀은 직접 빛을 내기 때문에 백라이트가 필요 없으며, 빛의 표현 범위가 LCD보다 더 넓으며 검정 수준이 뛰어나다. 또한 LCD에 비교하여 1000배 빠른 응답 속도(소자의 경우만 그렇고, 실제로는 회로의 RC delay로 인하여 큰 차이는 없다.)를 가지고 있으며 휠 수도 있다.

 

8세대 중소형 OLED 개발 착수. 양산 라인 투자는 2H22부터 집행 예상
그간 삼성디스플레이의 중소형 OLED 투자는 6세대 이하로 진행되어 왔다. 그러나 중소형 OLED 패널의 적용처가 기존 ‘스마트폰 시장’에서 ‘노트북/태블릿 시장’으로 확대되고 있는 만큼 원장 세대를 높여 디스플레이의 생산 효율을 확대할 필요가 커지고 있다. 6세대 원장에서 6.0인치 스마트폰 패널은 최대 200~250개 생산할 수 있으나, 13.3인치 노트북용 패널은 약 40개만 생산할 수 있다. 반면 8세대 원장에서는 13.3인치 패널을 약 98개 생산할 수 있으며, 생산 효율과 직결된 면취율 또한 6세대 78% 수준에서 8세대 97%로 확대된다.

다만 패널의 크기가 확대됨에 따라 생산 공정의 변화도 나타날 것으로 예상된다. 특히 중소형 OLED 핵심 공정인 증착 기술의 개발이 선행되어야 할 것이다. 현재 8세대 중소형 OLED 기술은 기존 6세대 원장에서 적용된 LTPS TFT가 아닌 Oxide TFT를 적용하여 기술 개발을 진행 중인 것으로 파악된다. 삼성디스플레이는 스퍼터링 장비 납품 이력이 있는 일본 Ulvac과 8세대 증착기를 개발 중인 것으로 예상되며, FMM은 6세대 패널용을 독점 중인 DNP가 담당하고 있는 것으로 추정된다. 이는 기존 중소형 OLED 기술과는 완전히 변화되는 기술이므로, 기술 개발 및 안정화 기간을 고려하면 8세대 양산 라인 투자가 올 연말 연초에 빠르게 추진될 가능성은 낮다고 판단된다. 8세대 양산 라인 투자는 2H22부터 본격화될 것으로 전망되며, 2023년~2024년에 양산을 추진할 것으로 예상된다.

 

LTPS TFT, Oxide TFT
- LTPS (Low Temperature Polycrystalline Silicon, 저온 다결정 실리콘)
저온에서 고해상도 디스플레이를 위한 TFT를 만드는 공정을 말한다.

- Oxide (산화물)
이전의 비정질 실리콘 박막트랜지스터(a-Si TFT)를 대체하여 연구 개발되어 실용화하고 있다. 산소와 금속이 결합한 트랜지스터로 비정질인 경우의 상태를 많이 사용된다. 현재 LG디스플레이에서 TV 화소별 스위칭 소자로 많이 사용중이다.

- TFT (thin-film transistor, 박막 트랜지스터) 평판 디스플레이의 픽셀 구동 소자로 쓰이는 트랜지스터이다. 

스퍼터링 (Sputtering)
디스플레이에서 TFT를 만들 때 금속으로 구성된 층을 형성하기 위한 공정 중 하나로, ‘물리적 기상 증착(PVD)’의 한 종류이다.

Ulvac
진공(Vacuum) 기술에 경쟁력을 지닌. 일본 대표 디스플레이 장비 업체이다.

FMM (Fine Metal Mask, 파인 메탈 마스크)
TV·스마트폰의 화면으로 쓰이는 유기발광다이오드(OLED) 패널 생산에 필요한 정밀 소재.

DNP (Dai Nippon Printing, 다이닛폰 인쇄)
일본의 인쇄 회사이다. 1894년 1월 19일에 설립되었으며 도쿄 증권거래소 1부에 상장되어 있다. 본사는 도쿄도 신주쿠구 이치가야카가 정에 있다. 주요 사업으로는 출판, 인쇄, 정보 산업, 생활 산업, 디스플레이, 전자 부품 등이 있다. 돗판 인쇄와 라이벌 관계를 형성하고 있다.

 

대형 Quantum Dot 디스플레이 투자 전망

QD-OLED 수율 개선 여부가 향후 QD 디스플레이 투자의 주요 변수
2019년 10월 삼성디스플레이는 QD 디스플레이 개발에 2025년까지 약 13조원을 투자하겠다는 계획을 밝힌 바가 있고, Q1 라인에 약 2~3조원이 투입된 것으로 추정된다. 13조원 중 약 3조원이 연구개발에 사용되는 것을 고려하면 2025년까지 약 3개의 QD 라인 투자가 추가 집행될 것으로 예상된다. 2H22부터 30K/월 규모의 QD디스플레이 투자가 재개될 것으로 전망되며, QD 디스플레이 기술 안정화와 함께 2023년~2024년에 걸쳐 60K/월 규모의 투자를 순차적으로 진행할 것으로 예상된다.

 

QD (Quantum Dot, 퀀텀닷, 양자점)
수㎚(나노미터·1㎚는 10억 분의 1m) 크기의 반도체 입자를 뜻한다. 발광원을 통해 빛 에너지를 받은 QD가 스스로 색을 낸다. 입자가 아주 작기 때문에 같은 소재, 같은 방식으로 만든 반도체라고 해도 크기만 조절하면 각기 다른 색깔을 내는 것이 특징이다.

현재 삼성디스플레이가 개발 중인 QD 디스플레이는 크게 QD-OLED와 QNED로 분류되며, 4Q21부터 QD-OLED(Q1) 라인의 양산이 착수될 전망이다. QD-OLED 패널은 Red, Green QD와 Blue OLED 소재를 기반으로 R,G,B 삼원광을 구현한다. 삼성디스플레이가 기술 경쟁력을 가진 중소형 OLED의 공정과는 완전히 다른 QD 잉크젯 공정이나 Blue OLED 3 Stack 증착 등 새로운 공정들이 적용됨에 따라 아직 QD-OLED의 생산 수율은 저조한 것으로 파악된다. 따라서 QD-OLED 패널의 수율 개선 여부가 Q2 라인의 투자 방향성을 결정할 것으로 전망된다. QD-OLED 패널의 양산 수율이 예상 대비 저조할 경우 Q2 투자는 QD-OLED가 아닌 QNED로 바로 진행될 가능성 또한 상존한다.

 

QD-OLED
QD와 유기발광다이오드(OLED)가 결합된 QD-OLED를 의미한다. LCD에서 사용하는 백라이트가 아닌 블루 OLED를 발광원으로 사용하고 그 위에 QD 컬러필터를 입혀 색을 변환하는 형태이다. 스스로 빛을 내는 OLED를 발광원으로 사용하기 때문에 검정색 구현에 유리하다. 백라이트가 필요 없으므로 두께는 더 얇아져 '폴더블'이나 '롤러블' 등 다양한 디자인 변화도 가능하다는 것이 장점이다. 

QNED (Quantum dot nano-rod LED)
나노 무기물을 사용, 유기물을 사용하는 올레드(OLED·유기발광다이오드)나 퀀텀닷 디스플레이의 단점을 보완한 차세대 디스플레이로 알려져 있다.

QNED는 QD-OLED와 레이아웃이 유사하며, 아래 그림과 같이 발광원이 Blue OLED가 아닌 Blue Nanorod LED(NED)가 적용된다. Blue OLED 소재는 제한적인 수명과 발광 효율 문제가 있고, 처음 도전하는 3 Stack 증착에 어려움이 있다. 반면 NED는 무기물 소재이며, QD와 동일하게 잉크젯 공정을 통해 증착한다. QD-OLED, QNED 모두 우선적으로는 잉크젯 공정 기술 안정화가 선행되어야 할 것이며, 잉크젯 공정의 수율 안정화 시 NED 잉크젯 공정이 OLED 증착 공정 대비 원가 절감이 가능할 것으로 예상된다.

 

Nanorod LED (나노로드 LED)
지름 0.62마이크로미터(μm), 높이 2μm 크기의 원통형 발광소자다. 정육면체, 혹은 직육면체 형태의 기존 LED와 비교하면 종횡비가 크다. 나노 사이즈만큼 작고, 막대기(rod) 처럼 생겼다는 점에서 나노로드 LED라고 명명했다.

 

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Ⅲ. 삼바 GCT로 제2의 도약 

제1 캠퍼스(1·2·3·4 공장)은 항체로 성공

삼성바이오로직스는 설립(‘11)된지 10년도 채 안되서 항체 CMO CAPA 기준 1위에 도달했으며, 올해 1·2·3공장 풀 케파에 근접(near full)할 것으로 예상된다. 삼성바이오로직스의 CMO CAPA는 36.4만 리터로 글로벌 점유율 약 26%를 차지하며, 4공장이 가동되는 ‘23년말에는 총 62만리터가 되어 공고한 1위가 될 것으로 예상된다.

 

삼성바이오로직스
삼성그룹의 계열사로 2011년 4월 설립되었으며, 국내외 제약회사의 첨단 바이오의약품을 위탁 생산하는 CMO 사업을 영위. 2018년 cGMP 생산을 시작하여 2019년말 기준 36.2만리터 생산설비를 가동 중이며, 이 시장에서 선발업체를 추월해 생산설비 기준 세계 1위 CMO로 도약. 동사의 바이오의약품 연구개발 자회사인 삼성바이오에피스와 아키젠바이오텍은 바이오시밀러 개발 및 상업화를 진행 중.
출처 : 에프앤가이드

CMO (Contract Manufacturing Organization)
의약품을 위탁생산하는 의약품 전문 생산사업을 뜻한다. 즉, 의뢰받은 의약품을 대신 생산해주는 것을 의미한다. 주로 자체 생산보다 위탁생산을 통해, 효율화를 꾀하고자 할 때 선택하는 방안이다.

CAPA (capacity, 수용력)
고정된 인력과 기계에서 생산할 수 있는 최대의 생산량

단기에 성공할 수 있었던 요인으로는 설계 등에 삼성의 노하우가 집약되어 있기 때문으로 분석된다. 공장건설에 동종업계 대비 30~40% 단축하였는데, 반도체와 바이오 공정이 유사한 점에 착안하여 핵심 공법으로 설계와 조달 및 시공 등을 동시에 진행하는 병렬공법 등이 적용되었다.

CMO 제품의 누적 FDA/EMA 승인은 ‘16년 7개에서 올해 상반기 91개로 큰 폭 증가하였다. 이러한 규제기관으로부터 승인 받은 제품 증가 및 생산의 경험과 노하우의 실적(트랙 레코드, Track Record)이 쌓이는 것이 추가 수주 확보에 주요 역할을 하고 있는 것으로 파악된다.

 

FDA (Food and Drug Administration, USFDA, 미국 식품의약국)
미국 보건복지부 산하의 식품과 의약품에 대한 관리 규제를 하는 기관이다. 대부분의 식품의 규격과 관련 규제 제정, 영양소 기준, 약품, 백신, 의학 관련 물품, 혈액 관련 물품, 의료 기구, 방사능 측정 기구, 화장품에 이르기까지 다양한 분야의 안전 규칙을 정하는 기관이다. 보건후생성의 하부기관. 이 가운데 의약품에 관계있는 부서가 의약품국이며, 이 밖에 식품·동물의약품·방사선 안전 및 기타 국이 있다.

EMA (European Medicines Agency, 유럽 의약품감독국)
1995년 의약품의 인증을 위한 유럽체제가 들어설 때, 통합절차 및 상호인정절차를 제공하며, 두 가지 절차 모두를 수행하지만 주로 통합절차와 관련된 업무 담당 사람과 동물이 사용하는 의약품에 관하여 과학적으로 평가하고 감독하여 이들의 건강을 보호하고 증진시키는데 그 책임이 있다.

 

특히, 지난 코로나19 팬데믹으로 공장 실사가 어려운 상황 속에서도 동사는 GSK/Vir, Immunomedics 등과 대형 계약을 맺은 바 있다. 규제기관 검사와 고객사 실사가 어려웠기 때문에 ‘라이브 가상투어 시스템’을 도입하여, 공장 전체를 온라인으로 둘러 볼 수 있는 가상현실(VR) 견학 시스템을 구축한 바 있다. 관련하여 지난해 수주 계약 12건 최대 금액 $1.6bn(약 1.8조원)을 기록하였고, 3공장 절반 이상 규모의 수주를 확보할 수 있었다. 이렇듯 삼성그룹의 바이오 투자는 설계부터 수주까지 다양한 곳에 그 노하우가 집약되어있다. 

 

팬데믹 (pandemic, 세계적 대유행)
전염병이나 감염병이 범지구적으로 유행하는 것이다. 이러한 병은 여러 대륙으로 퍼지며, 심지어는 전 지구적으로 퍼진다. 다만 감기와 같이 많은 사람들이 인정한 광범위적 발병 질환은 일단은 범유행병에 해당하지 않으며 이는 풍토병(엔데믹)으로 일컬어진다 또한, 인플루엔자 범유행 중 계절 독감도 범유행에 포함하지 않는다. 역사적인 대규모 범유행은 천연두와 결핵이 있었다. 최근의 범유행적 전염병에는 인간면역결핍 바이러스(HIV)와 2009년 인플루엔자 범유행, 그리고 코로나바이러스감염증-19(COVID-19) 범유행이 있다.

GlaxoSmithKline (글락소스미스클라인)
약품 제조, 생물학, 의료 분야에 관련된 영국의 기업이다.

Vir Biotechnology (비어)
미국 생명공학 기업.

Immunomedics
항암제 전문 개발 바이오 미국 기업.

 

제2 캠퍼스는 유전자·세포(GCT)로 도약

제1 캠퍼스(1,2,3,4공장)은 항체 위주의 CMO이나, 제2 캠퍼스는 다양한 혁신 치료법(Modality)인 세포/유전자 분야를 다루게 될 것으로 보인다. 최근 RNA, ADC, CAR-T, NK, 유전자 가위 등의 세포/유전자 분야가 성장 초입으로 향후 고성장이 예상되어 미래 성장 동력을 위한 준비로 볼 수 있다.

 

RNA (RiboNucleic Acid, 리보핵산)
오탄당의 일종인 리보스를 기반으로 뉴클레오타이드를 이루는 핵산의 한 종류이다. 하나의 나선이 길게 꼬여 있는 구조를 지니며 DNA의 일부가 전사되어 만들어진다. RNA는 단백질을 합성하는 과정에 작용하며 일부 바이러스는 DNA 대신 RNA를 유전물질로 갖기도 한다.

ADC (Antibody-Drug Conjugate, 항체약물결합체)
단일 항체에 세포독성을 갖고 있는 약물들을 화학적으로 결합시킨 것이다.

CAR-T (Chimeric antigen receptor-T, 키메릭 항원 수용체 발현 T 세포)
환자의 면역 세포에서 T 세포만을 분리하고 CAR 도입 후 배양한 다음, 다시 환자에게 주입하여 암을 치료하는 항암 면역 세포 치료법이다. 암세포는 인체의 면역 체계를 피하기 위해 T 세포가 항원을 인식하는 데 필수적인 MHC의 발현을 억제한다. 그러나 CAR-T 세포는 MHC의 도움 없이 암세포를 직접 인식함으로써 안전성과 표적 치료에 적합한 항암 면역 세포 치료제이다.

NK cell (Natural killer cell, Large Granular Lymphocytes, LGL, 자연 살해 세포)
선천 면역을 담당하는 중요한 세포이다. 세포독성 T세포의 역할과 유사하다. 자연 살해 세포는 감염 후 약 3일 후에 작용하여, 바이러스에 감염된 세포에 대한 빠른 반응을 제공하고, 종양 형성에 반응한다. 일반적으로, 면역 세포는 감염된 세포 표면에 있는 주요 조직 적합 유전자 복합체(MHC)를 검출하여, 사이토카인 방출을 유발하여 감염된 세포의 용해 또는 세포 자멸을 유도한다.

유전자 가위
유전체 편집(Genome editing, 조작된 핵산분해효소를 이용한 유전체 편집, Genome editing with engineered nuclease)은 인공적으로 조작된 핵산분해효소 혹은 유전자 가위를 이용해 유전체로부터 DNA가 삽입, 대체 혹은 결실되는 유전 공학의 일종이다.

실제로 최근 Catalent, Fujifilm, 우시앱텍 등의 업체들이 세포 유전자 치료제 생산시설 확보에 적극적인 투자 행보를 이어가고 있다. 세포/유전자 치료제 분야는 어려운 생산 기술이 필요하여 아웃 소싱 비중이 높아질 것으로 보이며, FDA 허가 승인에 제조품질관리(Chemistry, Manufacturing and Control, CMC)가 중요한 역할을 할 것으로 예상된다.

 

Catalent (카탈런트)
미국의 글로벌 의약품 위탁생산업체 

Fujifilm (후지필름)
도쿄도 미나토구 니시아자부에 본사를 두고 있는 일본의 정밀화학 회사이다. 카메라, 디지털 카메라, 일반·엑스선 사진·영화용 필름에서 인화지(프린트), 현상 장치 등에 도달하는 사진 시스템의 일식, 복사기 등 OA기기 외에도 화장품이나 건강식품도 제조·판매하고 있다.

우시앱텍 (WuXi AppTec, WuXi AppTec New Drug Development, 야오밍캉더)
제약, 생명 공학 및 의료 기기 연구개발, R & D 개방형 역량 및 기술 플랫폼 회사이다.

CMC (Chemistry, Manufacturing, and Controls)
임상시험용 의약품과 동일한 품질의 의약품이 앞으로도 제조될 수 있음을 입증하는 GMP 시설에서 생산된 자료라고 보면 된다. CMC 자료는 원료의약품과 완전의약품으로 구분될 수 있다. 원료의약품의 CMC에는 원료의약품의 제조방법, 구조결정 그리고 확인, 함량, 순도 등의 기준 및 시험방법 등이 해당된다. 완제의약품의 CMC에는 완제의약품의 제조방법 그리고 확인, 함량, 순도, 제형의 특성을 확인하는 용출 등의 기준 및 시험방법이 해당된다.

동사 또한 올해초 J.P모건 헬스케어 컨퍼런스에서도 유전자/세포 치료제(Gene, Cell Therapy) CDMO 계획을 밝힌 바 있는데, 지난 8월 삼성 그룹은 코로나19 이후 미래를 준비하기 위해 240조 투자 발표에서도 5공장과 6공장에 대해 언급하기도 하였다.

 

J.P모건 헬스케어 컨퍼런스
매년 초 전 세계 유수의 제약바이오 기업들을 초청해 새로운 기술과 비즈니스 전략 등을 소개하는 행사다. 글로벌 제약사 및 투자자들이 한 데 모이는 자리인 만큼 인수합병(M&A), 기술 수출 등 투자 논의가 활발하게 이뤄진다.

CDMO (Contract Development & Manufacturing Orgainzation, 의약품 위탁개발생산)
항체 바이오 의약품 위탁생산(CMO·Contract Manufacturing Organization)과 위탁개발(CDO·Contract Development Organization)을 함께 일컫는 말이다. 세포주를 받아서 생산하면 CMO, DNA로 받아서 세포주를 만든 후 생산까지 하면 CDO다. 

‘23년 CDMO 분야 생산 CAPA 62만 리터로 세계 1위에 올라서게 되는데, 5공장과 6공장 건설하여 바이오의약품 외에도 백신, 세포/유전자 및 차세대 치료제 CDMO 분야에도 신규 진출하여 제 2의 반도체 신화 창출을 이어가겠다고 밝힌 것이다.

 

4공장까지 제1 캠퍼스로 분류되기 때문에, 5·6공장 건설을 위한 제2 캠퍼스 부지 확보가 필요하다. 제1 캠퍼스(1,2,3,4공장)가 있는 송도 부지는 14.4만평이며, 제2 캠퍼스는 이와 유사한 약 10만평 수준이 될 것으로 예상된다. 최근 삼성바이오로직스는 약 5,000억원 규모의 회사채를 발행 하였는데, 전액 신규공장(4공장) 건설 자금으로 사용될 예정이라 밝힌 바 있다.

부지 인수와 5공장과 6공장의 착공 시기가 불분명한데, 항체 CMO 공장의 경우는 기존 공장의 수주가 50~60% 가량 차면 신공장 건설 결정을 하였다. 그렇게 되면 4공장 부분 가동이 ‘22년, 완전 가동이 ‘23년 하반기이기 때문에 5·6공장 착공이 ‘24년 이후가 될 수 있다. 다만, 기존 항체 CMO 대비 이번 5·6공장은 세포/유전자 분야로 다르기 때문에 기존 방식처럼 수주 50~60% 확보 이후 건설 결정하기 보다 실제 수요 상황에 따라 좀 더 빠른 의사결정이 이뤄질 수 있다. 5·6공장에 대한 CAPA와 착공 일정 등을 알 수 없어, 삼성바이오로직스 추정치에 포함시키지 않았으나 이는 향후 목표주가 상향 요소로 작용할 수 있다.

삼성바이오로직스가 새로 도전하는 세포/유전자 분야에도 잘할 수 있을까? 항체 분야에는 충분한 트랙레코드가 쌓여 있는데 반해 세포 유전자 분야는 아직 생산 노하우 및 트랙레코드가 충분히 쌓여있지 않은 건 사실이다. 사실 항체 CMO 분야를 처음 시작했을 당시에도 잘 할 수 있을지 우려가 있었으나, 10년도 채 안되어 CAPA 기준 글로벌 1위를 달성한 바 있다. 

항체 외에 분야로는 모더나와 mRNA 백신 완제(DP) 계약을 맺고 생산 중이며, 내년 상반기 mRNA 원료(DS) 공장이 완공되면 mRNA 원료 생산 또한 가능해 트랙레코드를 점차 쌓아 갈 수 있을 것으로 전망된다.

 

모더나 (Moderna)
미국 매사추세츠주 케임브리지에 위치한 미국의 바이오테크놀로지 기업으로, 신약 개발, 의약품 개발, 전령 RNA(mRNA) 전용 백신 기술에 초점을 두고 있다.

mRNA 백신 (messenger RNA vaccine, RNA 백신, RNA vaccine)
인공적으로 만든 mRNA를 이용하여 면역계통의 후천 면역을 강화하는 백신으로 핵산 백신 중 한 분류이다. 핵산 백신에는 DNA와 RNA 계열이 있다. 백신은 뉴클레오사이드가 변형된 mRNA 분자 형태로 인체 세포에 투여되며 RNA 형질 주입 작용을 통해 작용하게 된다. 세포 안에서 백신의 RNA는 바이러스 등의 병원체가 숙주의 mRNA 작동 과정을 가로채 외래 단백질을 만들어 내는 것과 같은 방식으로 항원을 형성할 단백질을 만들어내게 된다. 백신이 만들어낸 항원은 실제 병원체와 달리 독성이 없어 인체에 해를 입히지 않지만 후천 면역 체계를 학습시켜 면역학적 기억을 형성하게 하여 진짜 병원체가 침입하였을 때 효과적으로 항체를 형성하도록 돕는다. RNA 백신은 목적하는 곳까지 도달하기 위해 약물 전달 용기에 담겨 투여되는데, 일반적으로 페길화 된 고형지질 나노 입자가 사용된다. 인체 세포에 도달하면 지질이 분해되어 나노 입자가 열리고 RNA 백신이 세포로 스며들게 된다.

DP (Drug Product 완제의약품), DS (Drug Substace 원료의약품)
CMO는 크게 ‘완제의약품(DP)’과 ‘원료의약품(DS)’ 공정으로 나뉜다. DP는 mRNA 백신 원액을 들여와 공장에서 병에 주입한 뒤 밀봉하는 공정이다. 인체 투입 전 최종 단계인 만큼 품질 유지와 철저한 무균 처리 등의 높은 기술력을 요한다. 다만 mRNA 백신 원액까지 생산하는 DS보다는 상대적으로 낮은 기술수준이다. DS는 백신의 알맹이와도 같은 유전물질을 포함한 mRNA 제조하는 기술과 mRNA를 감싸 보호하는 지질나노입자(LNP) 기술을 이전받아야 가능하다.

 

 

 

 

 

21/09/14 키움증권 Analyst 박유악,허혜민,김소원

 

 

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마치며

 

투자비용도 다룬 내용도 반도체가 상당히 높았네요. 더군다나 반도체는 어느 정도 지식이 없으면 읽어가는데 어려움이 있으리라 생각합니다.(용어가 통일되지 않은 부분들이 눈에 띄어 더 그렇게 느낀 걸지도 모르겠습니다.😅) 개인적으로 각 영향력은 '반도체 > 바이오 > 디스플레이' 순 아닐까 싶네요.

그동안 투자가 진행되지 않아 아쉬움이 많았는데, 대규모 투자를 단행하는 만큼  조금씩 긍정적으로 보아도 되지 않을까 싶네요. 반도체 관련해 원익IPS, 테스, 엘오티베큠, 피에스케이, 케이씨텍을 최선호 종목으로 꼽았으니 참고 바랍니다.

 

 

 

감사합니다. 오늘도 많이 배우고 갑니다.😊