2017. 10. 25 memory fab database - eugenefn.com · 2017-10-27 · 2017. 10. 25...

2017. 10. 25

반도체/디스플레이 이승우

Tel. 02)368-6121

[email protected]

Memory Fab Database - 팹 운용 전략에 따라 일부 변화는 있어도, DRAM 캐파가 의미있게 늘어나지는 않을 것

- 메모리 반도체의 우호적 수급 전망 유지

Fab Summary

구분 지역 팹 월웨이퍼생산량

코멘트

DRAM NAND SLSI

삼성전자

기흥

K1 4,5라인 120K 8인치 (아날로그, 로직)

K2

6,7라인 120K 8인치 (아날로그, 로직)

S1 160K 8인치 (로직)

80K 12인치 파운드리 핵심 라인

화성

H1 11라인 40K 파운드리 라인으로 전환될 전망

12라인 120K 2D NAND 중심, 캐파 감소 예상

13라인 100K

H2 15라인 160K 캐파 점차 감소 예상

16라인 160K

H3 17라인 60K 추가 램프업 어려울 듯

16-2라인 50K 10나노 및 7나노 EUV 파운드리 대비

S3라인 준비 18라인

평택 P1 P1-1 40K 1층 80K 및 2층 일부

P1-2 2층 DRAM 램프업 예상

중국 시안 China Fab 120K 추가 증설 계획 중

텍사스 오스틴 S2 50K

합계 360K 490K

SK하이닉스

이천 M10 90K 향후 파운드리 활용 예상

M14 70K 35K 2층에 3D NAND 램프업

청주

M8 80K 8인치 (DDI, 이미지센서, 파운드리)

M11 130K 2D 중심

M12 85K 3D전환 중

M15 2019년 가동 계획

중국 우시 C2 120K 추가 증설로 2019년 캐파 증가 예상

합계 280K 250K

마이크론

미국 유타 Fab 2 70K IMFT

버지지아 Fab 6 34K 30K 구 도시바 팹

싱가폴 Fab 10 175K 구 테크팹 + IMFS

대만 타오유안 Fab 11 100K 렉스칩

타이중 Fab 16 80K 이노테라

일본 히로시마 Fab 15 80K 엘피다

합계 294K 275K

주: 2017년말 기준 추정치

자료: 유진투자증권

Summary

세계 최대 규모의 삼성전자 평택 P1 팹이 ‘17년 7월 말부터 가동에 들어갔다. 1층에서는 3D NAND가 생산될 예정이지만, 2층의 활용 방안을 두고 DRAM 장비가 인스톨될 것이라는 예상이 부각되면서 반도체 경기 고점에 대한 논란이 일었다.

그러나, 이는 화성 H3 단지에 대한 Foundry 팹 S3의 활용 전략과 맞물려 있는 것으로 보인다.

결론적으로 메모리에 대한 최종 캐파의 증가폭은 일부에서 우려하는 것만큼 크지 않을 것으로 판단한다.

세계 최대 규모의 삼성전자 평택 P1 라인

평택의 첫 번째 라인인 P1은 길이 520미터, 폭 200미터, 높이 80

미터에 달하는 세계 최대의 반도체 생산라인으로 지난 7월부터

가동이 시작되었다.

1층 생산라인에는 12인치 3D NAND 생산장비가 입고 중에 있으

며, 월 80K의 생산 캐파를 갖게 될 것으로 전망된다.

문제는 2층인데, 당초 예상과 달리 DRAM 중심으로 장비가 입고

될 것으로 알려지면서, 2018년 DRAM 수급에 대한 논란이 다시

일고 있는 상황이다.


삼성전자 화성 반도체 단지

화성 H3 지역의 17라인은 원래 DRAM 마더팹으로 활용할 계

획이 있었으나, 3D NAND 캐파 확보를 위해 17라인 PH2를

16-2라인 NAND 팹으로 활용 중에 있다.

그런데, 이를 10나노와 7나노 파운드리 팹으로 활용한다는 중

장기 파운드리 S3 팹 계획이 수립되었고, H1 지역의 11라인

DRAM 캐파도 향후 파운드리 캐파로 전환될 것으로 예상되어,

장기적으로 DRAM 캐파에 대한 부족 가능성이 논의되고 있는

상황이다.


삼성전자 라인별 DRAM 캐파 전망

평택 P1 2층이 DRAM 생산 장비로 채워질 경우 평택 P1라인

의 DRAM 캐파는 월 100K에 이를 수 있을 것으로 보인다.

그러나, 17라인의 램프업이 DRAM이 아닌 3D NAND 일부와 파

운드리로 진행될 예정이고, 11라인 DRAM 40K 캐파가 파운드리

로 전환될 것을 보여, 평택 2층의 DRAM 캐파 증설에도 불구하

고, 삼성전자의 DRAM 웨이퍼 아웃풋이 의미있는 수준으로 증

가하지는 못할 것으로 예상된다.


0

50

100

150

200

250

300

350

400

'16년말 '17년말 '18년말 '19년말

11라인

13라인

15라인

17라인

평택1 (2층)

(KWPM)

Summary

20나노급 DRAM 공정은 30나노급 공정 대비 클린룸 요구 면적이 대폭 증가해 웨이퍼 아웃풋 캐파의 감소가 불가피하다.

이에 따라, DRAM 투자 증가에도 불구하고, 2018년 DRAM 공급증가율은 더 낮아질 가능성이 높아 보인다.

NAND의 경우는 올해 대비 공급증가율이 높아질 것으로 보이지만, 기존 뷰를 크게 벗어나는 수준은 아닐 것으로 판단된다

DRAM 미세 공정에 따른 클린룸 스페이스 증가

DRAM 미세공정이 진행되면서 여러 물리적, 화학적, 기술적 한계

에 봉착하고 있다. 실제로 20나노 공정에서의 마스크 수는 30나노

대비 35% 이상 증가하고, 크리티컬 레이어에서의 공정 스텝수는

110% 이상 증가하는 것으로 분석되고 있다.

이에 따라, 20나노 DRAM 공정은 30나노 공정에서보다 약 80% 더

많은 클린룸 스페이스를 필요하게 될 것으로 보인다. 즉, 미세 공정

으로 업그레이드 될 경우 기존 생산라인의 캐파가 유지되지 못하고

생각보다 큰 폭으로 감소하게 된다는 것을 의미한다.


DRAM 공급 증가율 전망

공정 미세화에 따른 난이도 증가와 프로세싱 시간의 증가로 DRAM

웨이퍼 아웃풋 증가는 매우 제한적일 전망이다.

DRAM 투자가 줄어들 가능성보다는 늘어날 가능성이 훨씬 높지만,

2018년 DRAM 생산 증가율은 올해(23%)보다 더 낮은 21% 수준에

그칠 것으로 판단된다.


NAND 공급 증가율 전망

NAND의 경우는 실질적인 캐파의 증가가 이루어지고 있고, 그 동

안 실질적인 성과를 내지 못했던 삼성전자를 제외한 NAND 업체들

의 3D 램프업이 점차 가시화될 가능성이 있는 것으로 보인다.

따라서, 인더스트리의 전체의 NAND 공급 증가율은 ‘17년 33%에

서 ‘18년 약 40% 수준으로 다소 높아질 것으로 에상된다.


50나노 30나노 20나노

~15%

>80%

18%

22%

39%

1%

23%20% 21% 20%

42%

21%

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

삼성 SK 마이크론 난야 합계

2017 2018

33%

24%

69%

21%

33%

43%

31% 33%

41% 40%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

삼성 도시바 마이크론 SK 전체

2017 2018

Summary

I. 요약 및 정리

1. 작성 목적 및 주요 내용

2. DRAM 20나노 이하 공정에서의 난이도 증가

3. 3D NAND의 기술적 어려움

II. 업체별 생산라인 점검

1. 삼성전자

2. SK하이닉스

3. 마이크론

4. 도시바

5. 중국

III. 결론

1. DRAM: 현재의 안정적인 공급 상황 깨지지 않을 듯

2. NAND: 캐파 증가에 따른 수요 증가 기대

2 8

12

28

8

Analyst 이승우 | 반도체/디스플레이

I. 요약 및 정리

작성 목적 및 주요 내용

반도체 주 주가 상승으로 다시 주가 및 반도체 사이클 고점 논란이 벌어지고 있다. 반도체 사이클은

단순하게 보면 반도체 수요와 공급에 따라 결정된다고도 볼 수 있지만, 문제는 수요와 공급을 결정 짓

는 변수들이 너무 많아 이를 분석하고 예측하는 것이 그렇게 간단하지는 않다는 것이다. 거기다 주가

라는 함수는 테크니컬 변수와 심리적 변수까지 고려해야 하기 때문에 반도체 사이클의 고점이나, 저점

혹은 변곡점을 전망한다는 것은 어찌 보면 내년 메이저리그 우승팀을 예측하는 것과 마찬가지 작업이

라 할 수 있을 것이다.

최근의 반도체 호황도 불과 1년 6개월전에는 이를 예측한 사람이 거의 없을 정도였다. 그러나, 지금

반도체 산업, 특히 메모리 산업은 전대 미문의 슈퍼사이클이 진행되고 있는 중이다. 애널리스트의 시

각에서 볼 대, 현재 DRAM, NAND 산업의 시장 규모나 연관된 업체들의 수익성 등 숫자로 표현되는

중요 변수들은 분명 이례적으로 높은 수준이어서 이 숫자들을 볼 때마다 상당히 낯설기만 하다.

이런 가운데, 최근 일부 반도체 장비 업체들을 중심으로 삼성전자 평택 팹 2층의 활용 방안에 대한 이

야기들이 들리고 있는 듯 하다. 특히, 2층의 DRAM 생산 캐파에 대한 얘기들이 민감하게 작용하고 있

는 것으로 보인다. 물론, 산업 분석가로서 볼 때, 캐파라는 의미가 상당히 모호한 것은 사실이다. 예전

과 비교해 볼 때, 공정의 복잡도가 매우 높아져서, 어디서부터 어디까지를 줄 긋기로 나누어 캐파를

계산하는 것이 적절치 않기 때문이다.

그러나, 시장에서 이를 궁금해하고, 이에 대해 설왕설래가 진행되고 있다는 사실은 이를 한번쯤 정리

하고 갈 필요성을 부인할 수 없을 것이다. 때문에, 이번 자료에서는 국내 및 해외 메모리 업체들의 생

산라인과 팹 활용 전략을 점검해 보고 2018년 공급 증가 상황을 예측하는 데 초점을 두고자 한다. 수

요에 대한 예측은 11월 발간 예정인 2018년 반도체 산업 전망에서 추가로 다루기로 한다.

도표 1 전대미문의 슈퍼사이클이 진행중인 메모리 시장


0

20

40

60

80

100

120

140

160

00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18

DRAM

NAND

($bil)

DRAM

NAND

9


DRAM 업체들의 수익전망이 너무 높아져 DRAM 시장의 호황이 굉장히 오랫동안 호황이었던 것처럼

느껴질지도 모른다. 그러나, 실제로는 2014년 469억달러로 고점을 찍은 이후 DRAM 시장은 지난해까

지 2년 연속 역성장을 기록했었고, 올해 들어 큰 폭(70~80%)의 성장세가 나타나고 있다.

만약, DRAM 시장의 연간 성장이 1년 만에 끝나게 된다면, 이를 두고 슈퍼 사이클이라고 부르기에는

좀 민망하지 않을까 싶다. 너무 높아진 마진 부담 때문에 설령 일부 가격의 조정이 나타난다 해도 그

조정 폭은 깊지 않을 가능성이 크다는 판단이다.

공정 미세화와 난이도 증가에 따른 기존 라인들의 웨이퍼 아웃풋 감소 영향으로 일부 신규 팹과 신규

장비 투자에도 불구하고 DRAM의 생산성 증가는 우려할만한 정도가 되지는 않을 것으로 예상하며,

계속해서 한국 반도체 섹터에 대해 긍정적인 시각을 유지하기를 권고한다.

도표 2 전대미문의 슈퍼사이클이 진행중인 메모리 시장


-150%

-100%

-50%

0%

50%

100%

150%

200%

1Q92 1Q94 1Q96 1Q98 1Q00 1Q02 1Q04 1Q06 1Q08 1Q10 1Q12 1Q14 1Q16

17분기 7분기 7분기

10분기

현재까지

5분기 진행중

10


DRAM 20나노 이하 공정에서의 난이도 증가

마이크론은 DRAM 프로세스에 대해, 50나노 대비 30나노 공정은 마스크 수가 10% 증가하고, 크리티

컬 마스크에서의 공정수는 40% 증가하게 되며, 이로 인해 결국 클린룸 스페이스는 약 15% 내외 증가

하게 된다고 설명하고 있다. 그러나, 미세화가 20나노급으로 진행되면, 마스크 수는 이전 공정 대비

35%, 크리티컬 마스크에서 스텝수는 110%, 클린룸 스페이스는 80%나 증가하게 된다는 것이다.

이로 인해 20나노 이하 공정에서는 이전보다 훨씬 더 많은 투자비가 소요되고, 따라서, 공정 전환에

따른 캐파 손실이 훨씬 크게 발생한다는 것이다. 미세화에 따른 DRAM 공정 난이도 증가로 삼성전자

와 SK하이닉스의 기존 라인의 실질 웨이퍼 생산 캐파는 계속 줄어들게 된다. 따라서, 이를 만화하기

위한 신규라인의 캐파 투자는 계속 될 수 밖에 없는 것이다.

도표 3 DRAM 공정 미세화에 따라 급증하는 공정 난이도

자료: 마이크론, 유진투자증권

도표 4 글로벌 DRAM 웨이퍼 아웃풋 캐파 추이 및 전망



마스크 레벨 수

~10%>35%


크리티컬 레벨의 스텝수

~40%

>110%


클린룸 면적

~15%

>80%

-

200

400

600

800

1,000

1,200

1,400

1,600

1,800

04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

삼성전자

SK하이닉스

마이크론

난야

기타

('000 Wafers/mon) DRAM Wafer Output

11


3D NAND의 기술적 어려움

3D NAND 기술의 경우도 레이어 수가 증가함에 따라 여러 난제들이 발생한다. 레이어 수가 증가하게

되면서, 종횡비(A/R, Aspect Ratio)도 동반해서 증가할 수 밖에 없다. 이에 따라, 에칭의 난이도는 기

하급수적으로 높아지게 된다. 고(高) A/R 문제를 해결하기 위해서는 결국 셀사이즈를 키울 수 밖에 없

는 상황인데, 이로 인해 단위 면적당 형성 가능한 비트량은 산술적으로 계산되는 것에 미치지 못하게

되는 것이다. 고(高) A/R 에칭 문제를 극복하고 깊고 가느다란 채널을 형성했다 하더라도, 여기에 메

탈을 주입해 각 워드라인을 연결하는 비트라인을 구성하는 것은 또 다른 문제가 된다.

한편, 늘어나는 계단형의 워드라인 스트럭쳐를 안정적으로 계속 쌓아가기 위해서도 더 복잡한 증착과

에칭 과정이 요구된다. 에칭과 증착 공정마다 계속해서 트리밍 공정이 필요하게 되면서, 단순히 레이

어가 증가하는 것보다 훨씬 더 큰 폭의 시간이 소요된다.

2D NAND 생산라인을 3D 라인으로 전환하는 것도 매우 어렵다. 기본적으로 3D NAND 투자는 2D보

다 세 배 이상의 투자비가 소요되고, 팹툴의 레이아웃도 크게 바뀌어야 하기 때문에 2D라인에서 3D

라인으로 리모델링 할 경우 일반적으로 생각하고 있는 것보다 훨씬 큰 캐파 로스가 발행할 수 밖에 없

다는 점을 염두에 둬야 한다.

도표 5 3D NAND의 기술적 어려움들

자료: 램리서치, 유진투자증권

12


II. 업체별 생산라인 점검

1. 삼성전자

삼성전자의 팹 상황을 파악하고 있는 것은 꽤나 중요하다고 할 수 있다. 향후 메모리 공급에 영향을

미치는 가장 큰 변수이기 때문이다. 삼성전자는 기흥, 화성, 평택과 중국 시안, 미국 텍사스 오스틴에

팹을 보유하고 있다.

기흥 반도체 단지

기흥 단지는 8인치 `1~9라인과 12인치 14라인, S라인으로 구성되어 있다. 이중 K1 지역에 있는 1~5

라인은 사용하지 않거나, 레거시 제품 일부만을 생산하는데 그치고 있다. K2 지역에는 8인치 6~9라

인과 14, S라인이 있다. 이미 알려진 바와 같이 이중 8,9라인 건물과 14, S라인 건물을 연결해 현재는

12인치 시스템LSI 라인인 S1으로 활용하고 있다.

S1의 8인치 8,9라인에서는 과거 메모리를 월 200K 생산했던 기흥의 대표적 라인이었다. 이후 건설된

14라인은 원래 12인치 NAND의 전진 기지로 불리며, 140K의 NAND 웨이퍼를 생산했던 라인이다.

14라인 2층에 시스템LSI 40K 규모의 S라인 꾸려지고, 이후 S1a, S1b, S1c 라인이 재정비 되어, 현재

의 기흥 S1 파운드리 팹이 완성되었다. 현재 S1의 12인치 파운드리 캐파는 약 80K 수준으로 추정된

다. 메모리 팹이 파운드리 팹으로 전환될 때, 얼마나 많은 캐파가 필요한지 확인할 수 있는 것이다

도표 6 삼성전자 기흥 단지 현황


14,S

8,9

6,7

4,5 2,31

K1

K2

S1

SR3

13


화성 반도체 단지

메모리의 중심은 화성이다. 화성은 H1, H2, H3 지역으로 구분된다.

H1 지역은 10, 11라인, 12, 13라인이 위치해 있다. 11라인은 DRAM(월 40K), 12라인은 NAND(2D,

월 120K), 13라인은 DRAM(월 100K) 웨이퍼를 생산한다.

H2 지역에는 DRAM과 NAND의 마더팹 역할을 하는 15라인(DRAM 160K)과 16라인(NAND 160K)이

위치해 있다. 둘 다 DRAM과 NAND의 실질적인 마더팹으로 활용되고 있어, 안정적인 생산이 가능할

전망이다.

H3에는 17라인이 건설되어 있다. 17라인 Phase1에는 DRAM 장비가 채워져 올해 말까지 월 60K로

램프업될 것으로 전망된다. 17라인 오른쪽의 Phase2의 향후 용도는 아직 미정이다. 다만, 16라인과

함께 현재 3D NAND(월 50K) 생산용으로 활용되고 있는 중이다. 그래서, 이를 16-2라인으로 불리우

기도 한다.

도표 7 삼성전자 화성 반도체 단지


11라인: DRAM 40K

12라인: NAND 120K

16라인: NAND 160K

15라인: DRAM 160K16-2

13라인: DRAM 100K

17

S3

16

15

12,13

10,11

16-2라인: NAND 50K

17라인: DRAM 60K

S3 7나노 팹 건설 예정

H1

H2

H3

ASML Korea

14


문제는 향후 삼성전자의 파운드리 전략의 핵심이 될 S3팹이 화성 H3 지역에 조성된다는 점이다. 그래

서, 16-2라인이 그 앞에 건설 중인 신규 라인과 함께 S3 메인팹이 될 것으로 보인다. S3팹은 EUV가

사용되는 7나노 공정에 대비하기 위한 장기 프로젝트인데, 10나노 공정부터 이에 대비한 투자가 진행

될 예정이다.

이미 우리는 기흥 S1 팹에서 시스템 LSI 팹이 메모리 팹에 비해 얼마나 많은 스페이스를 필요로 하는

지 확인해 본 바가 있다. 그렇기 때문에 지금 17라인과 16-2라인에서 생산되고 있는 DRAM과

NAND의 캐파가 향후 감소할 가능성에 대비한 플랜 수립이 필요한 것으로 판단된다.

도표 8 삼성전자 기흥(K2)의 S-1라인


도표 9 삼성전자 화성 단지 조감도


14, S라인

8,9라인

6,7라인

S1

10,11라인

12, 13라인

16라인

15라인

17라인

S3

16-2라인

H3

H2

15


2012년 5월 착공된 17라인의 원래 이름은 S3 라인이었다. 그러나, 2012년 하반기 애플이 AP 주문을

사실상 끊으면서 S3라인 건설은 2012년말 중단되었고 삼성의 시스템LSI 사업은 표류하기 시작했다.

한 때 20%가 넘던 삼성의 AP 사업은 2014~2015년 사이에는 엄청난 적자를 볼 수 밖에 없었다. 결

국, 계획보다 1년 늦은 2014년 말 건물이 완공되자 1단계로 D램 라인이 들어섰던 것이다. 팹의 공식

이름도 17라인으로 확정됐다.

도표 10 삼성전자 시스템 LSI 분기별 영업이익


이후 전력을 정비한 시스템LSI사업부는 2015년 14나노를 성공적으로 론칭한 데 이어 지난해 10월 10

나노 생산 기술을 개발하는 데 성공했고, 이후 퀄컴, 엔비디아, AMD, 테슬라 등을 파운드리 고객으로

유치할 수 있게 되었다. 또 다른 시스템 LSI라인인 S2는 미국 텍사스 오스틴에 있다.

이후, 파운드리 사업을 기존 시스템LSI 사업과 별도로 운영하기로 결정하면서, TSMC와 리딩엣지 파

운드리 분야에서의 본격 경쟁을 예고했다. 현재 삼성전자의 12인치 시스템LSI 캐파는 S1 90K, S2

50K에 불과하기 때문에 당연히 추가 캐파 확보가 요구되는 상황이다. TSMC의 12인치 파운드리 캐파

는 Fab 12(신추) 140K(7단계), Fab 14(타이난) 280K(7단계), Fab 15(타이중) 100K(4단계) 등 520K에

달하는 것으로 파악되고 있다.

현재 17라인의 남은 공간에 10나노 LPE 공정이 구축 중에 있다. 10나노 팹의 본격 가동은 2018년 초

부터 진행될 예정이다. 장기적으로 17라인과 16-2라인이 시스템 LSI 10나노, 7나노 생산 라인으로 활

용될 것으로 보인다. 다시 말해서 화성 17라인의 DRAM 및 NAND의 캐파는 오히려 감소할 가능성이

크고 이를 대체할 새로운 캐파 얼로케이션 전략이 필요해졌다.

-0.60

-0.40

-0.20

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1Q11 1Q12 1Q13 1Q14 1Q15 1Q16 1Q17

(조원)

16


평택 고덕 반도체 단지

삼성전자의 새로운 반도체 생산기지인 평택은 부지 면적이 86만평으로 기흥과 화성을 합한 91만평에

육박하는 규모를 과시한다. 평택 고덕단지에는 세간의 관심을 모으는 길이 500미터, 폭 200미터가 넘

는 메가팹 P1이 7월말부터 가동 중에 있다.

도표 11 삼성전자 평택 고덕단지 부지


P1팹 1층은 3D NAND (월 80K) 장비로 채워질 예정이다. 2층은 생산 공간이 1층의 두 배에 달한다. 1

층의 절반은 오피스 및 협력업체들의 공간으로 사용되고 있기 때문이다. 2층에서는 월 160~180K의

웨이퍼가 생산 가능한데, 클린룸 공간을 반으로 나누어 이스트(E)와 웨스트(W)로 나누어 장비 투자가

진행될 예정이다.

18라인

520M

200M

86만평, 290만m2

17


당초에는 P1 라인 전체를 NAND 팹으로 활용한다는 계획이었으나, 최근 DRAM 공급부족이 심화되면

서, 일부가 DRAM 생산 캐파로 활용될 예정이다. 먼저 투자가 진행되는 2층 이스트에는 일단 DRAM

20K와 NAND 60~70K를 생산할 수 있는 장비가 인스톨 될 것으로 보인다.

문제는 2층 웨스트(80~90K)인데, 애초의 계획과 달리 이를 전부 DRAM 생산 장비로 채울 가능성이

거론되고 있는 것으로 파악되고 있다. 이렇게 되면, 평택 P1라인의 DRAM 생산량이 월 100K에 이를

수 있다는 얘기가 되는 것이다.

그러나, 앞서 거론한 화성 17라인의 DRAM 캐파 60K가 장기적으로 불안하다. 또한, 화성 11라인의

DRAM 40K도 내년부터 점차 시스템 LSI로 전환될 예정으로 있다. 여러 정황들을 검토해 볼 때, 평택

P1팹의 대규모 DRAM 투자는 결국 11라인과 17라인의 DRAM 생산 캐파 100K에 대한 계획과 맞닿

아 있는 것으로 보인다. 쉽게 얘기해서, 시장에서 우려하는 정도의 DRAM 캐파 확장은 일어나지 않을

것으로 보인다.

도표 12 삼성전자 평택 18라인 조감도


7

2층 EAST D 20K, N 70K

1층: 80K NAND

2층 WEST: 80K DRAM ?

18


해외 반도체 생산 시설

중국 시안(Xian)에는 3D NAND 120K의 China Fab 이 운용 중에 있다. 현재 추가 증설이 준비 중이

며, 2019년말부터 가동이 시작될 계획이다.

도표 13 삼성전자 중국 시안 팹


미국 텍사스 오스틴에 시스템 반도체 팹인 S2가 가동 중이다. 애플 AP 생산의 전진기지로 활용되었으

며, 삼성전자 파운드리 사업의 중요한 축을 담당하고 있다.

도표 14 삼성전자 미국 텍사스 오스틴 팹 (S2)


19


2. SK하이닉스

이천 본사

SK하이닉스의 생산시설은 이천과 청주, 그리고 중국 우시에 조성되어 있다. 이천은 SK하이닉스의 본

사로 과거 현대전자 시절 8인치 메모리 팹들이 있었던 곳이다. 2005년 당시 신규 12인치 팹으로 생산

성을 높인 대만 파워칩의 기세와 불안정한 재무상태에 고전하던 하이닉스의 선택은 기존 8인치 팹 중

최대인 M5를 12인치 M10으로 리모델링 하는 것이었다.

리모델링을 통해 하이닉스는 투자비를 신규 팹 건설 대비 1/5로 줄일 수 있었다. 또 다른 8인치 팹인

M6는 생산장비를 뜯어 중국에 신규팹 C1으로 이전하는 전략을 택했다. 당시 있었던 나머지 8인치 팹

들은 전부 가동 중단되었다.

현재 이천에는 하이닉스 부활의 씨앗이 된 M10과 SK하이닉스 시대를 대표하는 초대형 메가팹 M14

이 가동 중에 있다. M10의 장비 일부는 M14으로 이전되고 있어, 장기적으로 M10은 다른 용도로 전

환될 계획이다. M10과 M14을 합친 DRAM 생산 캐파는 약 150~160K 수준이다.

도표 15 SK하이닉스 이천 팹


M14

M10

333M

165M

78M

20


중국 우시 DRAM 라인

한편, 중국 우시에는 2006년 12인치 팹인 C2가 건설되고, C1의 8인치 장비들은 모두 매각되었다. 현

재는 두 개의 라인을 하나처럼 사용하고 있다. 우시의 DRAM 생산 캐파는 120K이므로, SK하이닉스

의 DRAM 전체 웨이퍼 생산량은 월 270~280K 수준으로 파악하면 된다.

한편, SK하이닉스는 공정 미세화에 따른 캐파 로스에 대비하기 위해 DRAM 캐파를 추가로 확보한다

는 계획이다. 이를 위해 중국 C2 옆에 추가 생산시설을 건설할 예정이다.

도표 16 SK하이닉스 중국 우시 팹


C1/C2DRAM 120K

New Fab?

Wuxi

21


청주 NAND 라인

과거 청주에는 M8과 M9이 있었지만, 지금 M9은 가동 중단되어 M8에서 CIS(CMOS 이미지센서) 등

을 생산하고 있다. 이후 M11과 M12가 2008년, 2012년부터 가동되어 NAND를 생산하고 있다. 청주

NAND 캐파는 월 210~220K 정도(미세화 및 3D 전환으로 캐파가 과거 대비 감소)이며, M14 에서도

NAND가 생산될 예정이다. 이렇게 되면, 연말 기준 SK하이닉스의 NAND 캐파는 250K 정도 될 것으

로 보인다.

청주 신규 부지에 NAND 설비가 확충될 예정이지만, 가동 시기는 2019년 하반기가 될 전망이다. 내

년까지 SK하이닉스의 NAND 비즈니스는 3D 전환에 따른 캐파 손실 등으로 시장 수급을 변화시킬 만

한 변수가 되지는 않을 것으로 예상된다.

도표 17 SK하이닉스 청주 단지


NAND 215K

23.4만m2

2Q17 ~2019년 6월

건물, 클린룸 등 2.2조 투자

LG전자

CIS 팹

청주

M11 / M12M8

22


3. 마이크론

마이크론은 아이다호주 보이시(Boise) 시(市)에 본사를 두고 있으며, 생산 시설은 버지니아, 유타주와

일본 히로시마, 대만 타이중과 타오유안, 싱가폴 등으로 산재되어 있다. 마이크론은 애초 반도체 공정

컨설팅 업체로 1978년 설립되었으나, 아이다호 지역의 감자왕으로 유명한 대부호 J.R. 심플롯의 대규

모 펀딩에 힘입어 1981년 자체 팹을 보유하게 되었다. 한 때 DRAM 생산의 중심지였던 아이다호 팹

시설은 현재 오피스와 R&D 시설로 활용되고 있다.

도표 18 마이크론 아이다호 본사 전경


비록 현재 아이다호 본사에서 DRAM이나 NAND가 생산되고 있지는 않으나, 마이크론은 여전히 아이

다호 지역을 대표하는 기업으로 인식되고 있다. 아이다호 주는 전통적으로 공화당의 정치 세력이 압도

적으로 우세하다는 점이 특징이다. 지난 미국 대선에서 트럼프 득표율이 가장 높았던 주이기도 하다.

현재 아이다호 주의 주지사인 붓치 오터(Butch Otter)는 J.R. 심플롯의 유일한 사위이기도 하다.

도표 19 J.R. 심플롯과 그의 사위인 현 아이다호 주지사 부치 오터 (Butch Otter)


23


미국 내 마이크론의 생산시설은 버지니아 매너사스(Manassas)와 유타 르하이(Lehi)에 위치해 있다.

마이크론의 매너새스팹은 과거 도시바의 미국 내 DRAM 생산시설인 도미니온 팹을 마이크론이 인수

한 것이다. 현재는 DRAM과 NAND를 각각 30~40K씩 생산하고 있는 것으로 알려져 있다.

유타 르하이(Lehi) 팹은 2006년 인텔과의 JV로 설립된 IMFT의 생산시설로 활용되고 있다. 현재 르하

이 팹에서 생산되는 NAND 웨이퍼의 일부는 인텔에 공급되고 있다. 르하이의 웨이퍼 생산량은 약

70K 정도로 추산된다.

도표 20 마이크론 매너사스(버지니아) 팹 전경


도표 21 마이크론 (IM Flash) 유타 팹


24


2008년 금융위기 당시 대만 포모사 그룹(난야 테크놀로지)의 파트너였던 독일 키몬다가 파산하면서

남긴 유산인 이노테라를 마이크론이 헐값에 인수했다. 이후 난야가 보유하고 있던 나머지 지분 및 기

타 주주들의 지분을 마저 인수하면서, 이노테라 팹은 마이크론의 100% 생산시설로 편입되었다. 현재

공식 팹 이름은 Fab 11이며, 두 개 라인에 DRAM 100K의 생산능력을 갖추고 있다.

2012년 엘피다가 파산하면서 남긴 유산은 렉스칩이다. 마이크론이 엘피다를 인수하면서 타이중에 있

는 렉스칩 팹도 마이크론으로 편입되었다. DRAM 약 80K를 생산할 수 있는 시설이다. 현재 마이크론

이 부여한 공식 팹명칭은 Fab 16이다.

도표 22 마이크론 Fab 11 (이노테라)와 Fab 16(렉스칩)


2012년 엘피다 인수로 히로시마에 80K의 DRAM 팹을 보유하게 되었다. 히로시마 팹은 총 길이

600M, 폭 60M의 매우 좁고 긴 구조물을 갖고 있는 것이 특징적이다.

도표 23 마이크론 Fab 15 (히로시마, 구 엘피다)


Fab 11 (이노테라)

Fab 16 (렉스칩)

마이크론히로시마(구엘피다)DRAM 약 80K (매우좁고긴팹)

600M

60M

25


싱가폴에 있는 마이크론의 생산시설은 두 곳(서쪽, 북쪽)으로 나뉘어져 있다. 서쪽에 위치해 있는 것이

Fab 10W, 북쪽에 위치해 있는 것이 Fab 10N이며, 10N에 연결해 추가적으로 10X를 건설해 생산능력

을 확대해가고 있다. Fab 10W가 60K, 10N이 90K, 10X가 추가로 약 40~50K의 생산능력을 보유하

게 되어 마이크론의 싱가폴 NAND 생산 캐파는 최대 190K에 이를 것으로 추정된다.

원래 마이크론은 일본 고베철강, HP, 싱가폴 정부와 함께 설립한 DRAM JV인 KMT(Kobe-Micron

Technology)를 보유하고 있었다. 팹 이름은 테크팹(8인치)이었다. 이후 HP와 싱가폴 정부, 고베철강

이 보유한 지분을 마이크론이 모두 사들였고, 이를 개조해 12인치 NAND 생산라인으로 전환한 것이

지금의 Fab 10W이다.

도표 24 마이크론 싱가폴 Fab10


마이크론 Fab 10 (W,N,X) 싱가폴NAND 150K

Fab 10X

Fab 10N

26


4. 도시바

도시바는 일본 미에현 요카이치에 생산시설을 보유하고 있다. 현재 가동중인 팹은 Fab2~Fab5 등 4개

이며, 이들은 모두 샌디스크(웨스턴 디지털)와 JV (Flash Vision, Flash Partners, Flash Alliance,

Flash Forward)형태로 투자되어 있다. 이들의 생산 캐파는 합계 약 480K에 달한다.

도표 25 도시바 요카이치 단지 전경


이미 잘 알려져 있는 바와 같이 원전 사업으로 인한 대규모 손실로 도시바는 메모리 사업부를

TMC(Toshiba Memory Corp)로 분리했다. 그리고, 이에 대한 매각 절차가 현재 진행 중에 있다. 이와

별도로 Fab 6에 대한 건설이 진행 중에 있다. 도시바 측은 2018년 4분기부터 Fab 6를 가동한다는 계

획이다.

Fab4

Flash Alliance

Fab3

Flash Partners

New Fab2

Flash Vision

Fab5

Flash ForwardFab6

건설중

27


5. 중국

중국의 메모리 산업 투자 진행 상황은 우리에게 있어 매우 중요하다. 메모리 산업에 있어 중국이 있고

없고는 그 무엇보다도 특별한 변수가 될 것이기 때문이다.

중국의 메모리 투자와 관련해서 시장에 적지 않은 우려감이 있는 것은 사실이다. 그러나, 2년 전 우리

가 크게 걱정했던 메모리 업체 M&A가 CFIUS(Committee on Foreign Investment in the United

States)의 불허 방침과 큰 폭의 주가 상승으로 사실상 불가능해졌다는 점에서 중국의 메모리 영향력은

우려할 만한 속도로 진행될 것으로 보이지는 않는다.

전 엘피다 CEO인 유키오 사카모토를 내세워 중국에 DRAM 생산 시설을 갖추겠다는 허베이(Hefei) 정

부의 계획은 사실상 좌초한 것으로 파악되고 있다. 사카모토는 일본내 유수 엔지니어 1,000명 이상을

확보한다는 계획이었다. 그러나, 실제 모집된 엔지니어 수는 180명에 그친 것으로 파악되었으며, 이들

에 대한 연봉 문제로, 이마저도 최종 단계에서 합의가 결렬된 것으로 전해지고 있다.

이런 가운데, 칭화그룹이 XMC와 통합하면서 YMTC(Yangtze Memory Technology Corp)를 설립했다.

이 회사는 2020년까지 총 240억달러를 투자해 우한시에 300K의 32단 3D NAND 생산능력을 갖추겠

다는 계획이다. 팹 건설은 2016년말부터 시작되었다. 그러나, 건물을 짓는 것과 실제 생산 장비를 운

용하는 것은 완전히 다른 얘기이다.

도표 26 YMTC (칭화+XMC) 메모리 단지 계획도 (우한)


YMTC의 팹 건설이 아직 초기 단계에서 진행 중인 가운데 칭화 그룹은 난징시에 추가 팹을 건설한다

고 발표했다. 총 300억달러를 투자해 2020년까지 DRAM 또는 NAND를 생산할 수 있는 300K 규모

의 팹을 건설한다고 한다. 투자자금의 소스도 제품도 아직 정해지지 않았다. 검증된 엔지니어는 당연

히 없을 것이다. 이뿐만이 아니다. 청두시에 총 280억달러를 투자해 500K에 달하는 로직 파운드리 팹

을 건설하겠다는 것이다.

이 같은 일련의 스토리들은 우리를 긴장하게는 하지만, 매우 비현실적인 것으로 들린다. 그러나, 중국

공산당 중앙정부와 지방정부, 그리고 개별 기업들의 복잡한 관계를 들여다 보면 이 같은 진행 상황이

일정 부분 이해가 될 수 도 있다. 그러나, 이에 대해서는 추후 다시 논의하기로 한다.

28


III. 결론

DRAM: 현재의 안정적인 공급 상황 깨지지 않을 듯

실적 발표 시즌을 전후에 반복적인 주가 상승과 조정이 나타나고 있다. 그러나, 공급 측면에서 갑자기

뭐가 바뀌고 하는 것은 없을 것으로 본다. 결국 주가의 조정은 상승에 따른 일시적 반작용 정도로 해

석하는 편이 타당해 보인다.

글로벌 DRAM 웨이퍼 아웃풋 캐파는 2016년 연평균 972K/mon에서 2020년까지 1,037K/mon으로

매년 2% 수준의 미미한 증가에 그칠 것으로 예상된다. 2018년 글로벌 DRAM 비트 공급증가율은 올해

보다 약 2%P 낮은 21%에 그칠 것으로 전망한다. 주요 업체별 2018년 DRAM 비트 공급증가율은 삼

성전자 20%, SK하이닉스 21%, 마이크론, 20%, 난야 42%로 추정된다.

도표 27 DRAM 웨이퍼 아웃풋 전망


도표 28 DRAM 업체 공급 증가율 전망


-

200

400

600

800

1,000

1,200

1,400

1,600

1,800

04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

삼성전자

SK하이닉스

마이크론

난야

기타

('000 Wafers/mon) DRAM Wafer Output

18%

22%

39%

1%

23%

20% 21%20%

42%

21%

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

삼성 SK 마이크론 난야 합계

2017 2018

29


NAND: 캐파 증가에 따른 수요 증가 기대

글로벌 NAND 웨이퍼 아웃풋 캐파는 계속 증가할 것으로 예상된다. 올플래시 스토리지 등 가격이 떨

어지기를 바라는 수요처가 충분히 있기 때문에 이를 공략하려는 시도가 계속될 전망이다.

글로벌 NAND 웨이퍼 아웃풋 캐파는 2016년 연평균 1,367K/mon에서 2020년까지 1,954K/mon으로

계속 증가할 전망이다. 특히, 2019년과 2020년에 증가율이 클 것으로 예상된다. 2018년 글로벌

NAND 비트 공급증가율은 올해보다 약 7%P 높은 40% 수준으로 전망한다. 주요 업체별 2018년

NAND 비트 공급증가율은 삼성전자 44%, 도시바 31%, 마이크론 33%, SK하이닉스 42% 수준으로 추

정된다.

도표 29 NAND 웨이퍼 아웃풋 전망


도표 30 NAND 업체 공급 증가율 전망


-

500

1,000

1,500

2,000

2,500

04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

NAND Wafer Output

삼성전자

도시바/WD

SK 하이닉스

마이크론

기타

('000 Wafers/mon)

33%

24%

69%

22%

33%

44%

31%33%

42% 40%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

삼성 도시바 마이크론 SK 전체

2017 2018

30


도표 31 주요 DRAM 업체 생산 캐파 전망


도표 32 주요 NAND 생산 업체 캐파 전망


'16년말 '17년말 '18년말 '19년말

삼성전자 11라인 화성 2002 40 40 10 0 SLSI 팹으로 전환 예정

13라인 화성 2004 110 100 90 80 캐파 지속 감소

15라인 화성 2006 170 160 150 140 캐파 지속 감소

17라인 화성 2014 40 60 60 60 추가 램프업 없을 듯

평택1 (2층) 평택 2018 0 0 60 100 장기적으로 80~100K 까지 램프업 가능성

합계 360 360 370 380

SK하이닉스 M10 이천 2005 100 90 70 50 점차 DRAM 비중 줄여갈 전망

M14 이천 2015 40 70 100 100 DRAM Mother Fab

C2 우시 2006 130 120 120 160 추가 팹 건설 중 --> 2019년 이후

합계 270 280 290 310

마이크론 Fab 6 버지니아 2003 25 34 30 30 *구 도시바 팹 (R&D 중심 팹)

Fab 11 타오유안 2004 100 100 100 90 *구 이노테라

Fab 15 히로시마 2002 87 80 80 70 *구 엘피다 (DRAM 개발 중심)

Fab 16 타이중 2007 70 80 80 70 *구 렉스칩

합계 282 294 290 260

위치라인명 코멘트추정 캐파 (K Wafers/월)

업체명

'16년말 '17년말 '18년말 '19년말

삼성전자 12라인 화성 2003 120 120 110 90 2D 중심

16라인 화성 2011 190 160 140 130 3D NAND 마더팹

16-2라인 화성 2017 - 50 50 50 16-2라인으로도 불림

평택1 평택 2017 3Q - 40 100 140 1층 전체 + 2층 일부

시안1 중국 2014 120 120 110 100 3D 전용

시안2 중국 2019 - - - 20 2019년 말 가동 예상

합계 430 490 510 530

3D 캐파 130 270 370 440 '17년말 3D 비중 약 50%

SK하이닉스 M 11 청주 2008 140 130 130 110

M 12 청주 2012 90 85 70 70

M 14 (PH2) 이천 2018 - 35 70 80 17년 말 3D 30~40K예상

M 15 청주 2019 30 2019년 이후 가동

합계 230 250 270 290

3D 캐파 20 70 140 200 '17년말 3D 비중 29%

도시바 New Fab 2 요카이치 2016 30 40 60 60 Flash Vision (3D 라인으로 리모델링)

Fab 3 요카이치 2005 150 140 140 130 Flash Partners (2D 중심)

Fab 4 요카이치 2007 200 200 175 140 Flash Alliance (3D로 전환)

Fab 5 요카이치 2011 3Q 100 100 130 140 Flash Forward

Fab 6 요카이치 2018 4Q - - 15 80 현재 건설중, 2018년 말 가동 목표

합계 480 480 520 550

3D 캐파 30 110 265 410 '17년말 3D 비중 31%

마이크론 Fab 2 유타 2007 70 70 60 60 IMFT

Fab 6 버지니아 2003 40 30 30 30 하이브리드 팹

Fab 10 싱가폴 '06.'11,'16 150 175 190 190 Fab 10W + 10N + 10X 합계

합계 260 275 280 280 17년말 3D 캐파 140K 예상

3D 캐파 30 150 280 280 '17년말 3D 비중 42%

코멘트가동시기추정 캐파 (K Wafers/월)

라인명회사명 위치

31


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종목추천 및 업종추천 투자기간 : 12개월 (추천기준일 종가대비 추천종목의 예상 목표수익률을 의미함) 당사 투자의견 비율(%)

ㆍSTRONG BUY(매수) 추천기준일 종가대비 +50%이상 0%

ㆍBUY(매수) 추천기준일 종가대비 +15%이상 ~ +50%미만 89%

ㆍHOLD(중립) 추천기준일 종가대비 -10%이상 ∼ +15%미만 11%

ㆍREDUCE(매도) 추천기준일 종가대비 -10%미만 0%

(2017.09.30 기준)

2017. 10. 25 memory fab database - eugenefn.com · 2017-10-27 · 2017. 10. 25...

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