[산업분석] 반도체 산업 기본 구조 이해하기

1. 반도체 산업의 시장 점유율

1) 산업 구조별

설계(팹리스)

 

엔비디아(NVIDIA)는 GPU, API, SoC 등을 설계·개발하며 AI 기술 발전을 기반으로 시장을 선도하고 있다. 특히 LLM 기반 AI 모델 훈련에 필요한 고성능 GPU를 공급하며, 데이터센터, 자율주행, HPC, 모바일 컴퓨팅까지 다양한 산업에 진출했다. 엔비디아는 제조를 직접 하지 않고 설계만 담당하는 팹리스(Fabless) 기업이며, 칩 생산은 주로 TSMC에 위탁하고 있다. 최근 2천억 달러 규모의 데이터센터 장비 투자 계획을 밝혔으며, TSMC와 함께 미국 애리조나 공장에서 AI 칩 ‘Blackwell’ 생산도 협의 중이다.

 

인텔(Intel)은 설계와 제조를 모두 수행하는 IDM(Integrated Device Manufacturer) 모델을 유지하는 대표적인 전통 반도체 기업이다. 오랜 기간 동안 PC 및 서버용 CPU 시장에서 절대적인 영향력을 행사해 왔으며, x86 아키텍처 기반의 생태계를 주도하고 있다. 대규모 자체 팹(반도체 공장)을 보유하고 있어 제조 경쟁력도 강한 편이지만, 최근 몇 년간 모바일 및 AI 반도체 시장 대응이 늦어져 시장 점유율 면에서 도전을 받고 있다.

 

퀄컴(Qualcomm)은 모바일 통신 반도체 분야의 대표적인 팹리스 기업으로, 스마트폰용 애플리케이션 프로세서(AP)와 5G 모뎀칩 설계에서 강력한 경쟁력을 갖고 있다. 대표 제품군인 스냅드래곤(Snapdragon) 시리즈는 삼성, 샤오미, 오포 등 주요 스마트폰 제조사에 공급되며, 퀄컴의 핵심 수익원 중 하나다. 2024년 10월, 인도산 반도체 칩을 향후 2년 내 도입하겠다고 발표했으며, 마이크론과 함께 인도 구자라트주에 메모리 공장 설립을 추진 중이다.

 

브로드컴(Broadcom)은 통신 및 네트워크 반도체에 특화된 팹리스 기업으로, 서버, 데이터센터, 저장장치, 와이파이 칩 등 다양한 고부가가치 제품을 공급하고 있다. 주로 기업 고객을 대상으로 한 B2B 사업 비중이 크며, 네트워크 장비와 스토리지 시장에서 강력한 입지를 확보하고 있다. 2024년 12월, AI 칩 수요 증가 전망에 힘입어 시가총액 1조 달러를 돌파했다.

 

https://www.blackridgeresearch.com/blog/list-of-top-global-fabless-semiconductor-companies

 

[2025] Top 10 Global Fabless Semiconductor Companies

 

 

 

제조(파운드리)

 

TSMC는 4분기에 67%로 전 세계 파운드리 시장 점유율 사상 최고치를 기록하였고 주요 실적 요인으로 AI 수요 급증, N3, N5 공정을 중심으로 첨단 공정 노드의 높은 가동률이 주요 원인이다.  반면 삼성 파운드리는 2024년 4분기에 매출이 소폭 감소하여 시장 점유율이 11%로 하락하였고 주요 원인으로는 안드로이드 스마트폰 수요 부진과 이에 따른 가동률 하락, 그리고 첨단 공정 관련 엔지니어링 비용 증가로 인한 R&D 지출 확대이다. 삼성 파운드리는 2025년부터 AI 및 고성능 컴퓨팅(HPC) 제품 중심으로 첨단 공정 매출 확대를 추진하고 있으며, 2nm GAA 공정 개발을 지속하여 2025년 양산을 목표로 하고 있다.

 

https://korea.counterpointresearch.com/2024년-4분기-전-세계-파운드리-매출액-ai-수요-증가와-중국/

2024년 4분기 전 세계 파운드리 매출액, AI 수요 증가와 중국 경기 회복에 힘입어 전년 동기 대비 26

 

 

 

통합(IDM)

 

삼성전자가 IDM 구조에서 경쟁력이 있음에도 불구하고 팹리스나 파운드리에서 상대적으로 밀리고 있다. 일단 팹리스 분야에서는 삼성은 전통적으로 메모리 반도체 중심 구조이다. 그래서 메모리 분야에서는 두각을 나타내지만, 시장 진입이 늦어서 CPU, GPU와 같은 시스템 반도체 설계 역사가 짧다.  파운드리에서는 TSMC가 순수 파운드리로 경쟁사와 적극적인 협업이 가능하고 애플, 엔비디아 등 고객사 전용 공정도 맞춤 설계하고 있다. 삼성은 설계도 같이 하기 때문에, 고객사 입장에서는 경쟁자에게 설계를 맡기는 느낌이다. 또한 생산 안정성과 수율에서도 TSMC가 더 안정적이고 높다. 

 

 

2) 제품군별

메모리 반도체

메모리 반도체는 데이터를 저장하는 역할을 하는 반도체로, 컴퓨터, 스마트폰, 서버, SSD 등 다양한 전자기기의 필수 부품이다. 전원이 꺼지면 데이터가 사라지는 휘발성 메모리(DRAM, SRAM)와 전원이 꺼져도 데이터를 유지하는 비휘발성 메모리(NAND, NOR Flash)로 나뉜다. DRAM은 PC와 서버의 주기억장치로 가장 많이 사용되며, 빠른 속도와 낮은 비용이 특징이다. SRAM은 더 빠르지만 가격이 비싸고 용량이 작아 CPU의 캐시 메모리 등에 제한적으로 사용된다. NAND Flash는 스마트폰, SSD, USB 메모리 등에 쓰이며, 대용량 저장에 적합하다. NOR Flash는 읽기 속도가 빠르고, 펌웨어 저장 등에 사용된다.

 

메모리 반도체 산업은 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론 등 소수의 기업이 글로벌 시장을 과점하고 있다. 경기 변화에 민감하고, 원가 경쟁이 치열하며, 미세공정 전환을 통한 생산 단가 절감이 주요 경쟁력으로 작용한다. 최근에는 AI, 자율주행, 고성능 서버의 확산으로 고속·고용량 메모리 수요가 빠르게 증가하고 있다.

 

 

https://n.news.naver.com/article/015/0005107712?sid=101

SK하이닉스, 엔비디아 개발자회의서 HBM4·첨단 메모리 대거 쏟아낸다

 

 

 

시스템 반도체

시스템 반도체는 데이터를 저장하지 않고 처리, 제어, 통신 등의 기능을 수행하는 반도체로, 전자기기의 ‘두뇌’ 역할을 한다. 이 반도체는 제품군이 다양하고, 고객 맞춤형 설계가 중요하여 공정별로 분업화가 가능한 구조를 가지고 있다. 설계 능력이 핵심 경쟁력이며, 고도의 공학 지식과 창의력이 요구되는 기술집약적 산업이다. CPU는 컴퓨터의 중앙처리장치로, 인텔이 약 80%의 점유율을 기록하고 있으며, AMD가 뒤를 잇고 있다. GPU는 그래픽 및 AI 연산을 수행하는 장치로, 엔비디아가 대표적인 제조 기업이다. AP(Application Processor)는 스마트폰의 CPU 역할을 하며, 퀄컴, 애플, 미디어텍, 삼성전자, 하이실리콘 등이 주요 기업이고, 삼성전자는 세계 4~5위 수준의 점유율을 보인다. CIS(CMOS Image Sensor)는 카메라 센서 역할을 하며, 일본 소니가 40%, 삼성전자가 20%의 점유율을 보유하고 있으며, SK하이닉스도 시장 진입을 확대하고 있다. DDI(Display Driver IC)는 디스플레이의 화소를 제어하는 반도체로, 삼성전자가 OLED DDI 시장의 약 50%를 차지하고 있으며, 매그나칩, 실리콘웍스, 노바텍 등도 주요 기업이다.