반도체 식각 장비 시장 규모 및 점유율 분석 – 성장 동향 및 전망 (2026-2031)

반도체 식각 장비 시장 성장 동향 및 전망 (2026-2031)

1. 서론 및 시장 개요
반도체 식각 장비 시장은 2025년부터 2031년까지 견고한 성장세를 보일 것으로 예상됩니다. Mordor Intelligence의 보고서에 따르면, 이 시장은 첨단 공정 노드의 지속적인 투자, GAA(Gate-All-Around) 트랜지스터의 확산, 그리고 이종 집적(Heterogeneous Integration) 기술의 광범위한 도입에 힘입어 상당한 발전을 이룰 것입니다. 인공지능(AI) 워크로드 증가, 전기차 생산 확대, 각국의 보조금 프로그램 등이 장비 설치 기반을 확대하는 주요 요인으로 작용하고 있으며, 헬륨 부족 및 수출 통제 규정은 투자 시기에 영향을 미치고 있습니다.

시장 규모는 2025년 254억 달러에서 2026년 273억 3천만 달러로 성장했으며, 2031년에는 394억 3천만 달러에 이를 것으로 전망됩니다. 이는 2026년부터 2031년까지 연평균 성장률(CAGR) 7.60%를 기록할 것으로 예상됩니다. 아시아 태평양 지역이 가장 큰 시장 점유율을 차지하고 있으며, 중동 및 아프리카 지역은 가장 빠른 성장세를 보일 것으로 예측됩니다. 시장 집중도는 높은 수준을 유지하고 있습니다.

2. 주요 시장 동인
반도체 식각 장비 시장의 성장을 견인하는 주요 동인들은 다음과 같습니다.
* 3nm 이하 노드 장비 미세화 (+2.10% CAGR 영향): 로직 기하학적 구조가 축소됨에 따라 원자 수준의 치수 제어와 플라즈마 유도 손상 최소화가 가능한 식각 장비의 채택이 필수적입니다. 삼성의 3nm GAA 장치 양산과 TSMC의 N2 공정 인증은 원자층 식각(Atomic Layer Etch, ALE) 챔버에 대한 즉각적인 수요를 증폭시키고 있습니다.
* 중국 파운드리의 급격한 생산 능력 증대 (+1.80% CAGR 영향): 2024년 중국 로직 및 특수 파운드리는 전 세계 생산 능력 증설의 약 15%에 해당하는 월 20만 장의 웨이퍼 생산 능력을 추가했습니다. 정부의 투자와 유리한 토지 임대 정책, 그리고 수출 허가 불확실성에 대한 선제적 대응이 이러한 성장을 가속화하고 있습니다.
* GAA(Gate-All-Around) 트랜지스터로의 전환 (+1.60% CAGR 영향): GAA 아키텍처는 핀 구조를 스택형 나노시트로 대체하여, 장치당 이방성 식각 공정 횟수를 두세 배 증가시킵니다. 각 나노시트는 인접 채널을 침식하지 않으면서 희생층을 선택적으로 제거해야 하므로, 서브 옹스트롬(sub-angstrom) 수준의 정밀도가 요구됩니다.
* 전력 장치 분야의 300mm-200mm 개조 수요 (+1.20% CAGR 영향): 자동차 전동화로 인해 차량당 실리콘 카바이드(SiC) 및 갈륨 나이트라이드(GaN) 함량이 크게 증가하고 있습니다. 대부분의 SiC 라인이 여전히 150mm 또는 200mm 웨이퍼를 사용하므로, 팹들은 잉여 300mm 유도 결합 플라즈마(ICP) 장비를 소형 플레이트와 고온 전극 라이너로 개조하고 있습니다.
* 미국 및 EU의 팹 보조금 지출 (CHIPS Act) (+0.90% CAGR 영향): CHIPS Act와 같은 정부 보조금은 북미와 유럽에서 새로운 팹 프로젝트를 촉진하여 반도체 식각 장비 시장의 지리적 분포를 다변화하고 있습니다.
* 이종 집적 및 첨단 패키징 (+0.80% CAGR 영향): 데이터 센터 운영자들이 더 높은 대역폭과 향상된 에너지 효율을 요구함에 따라, 이종 집적 및 첨단 패키징 라인이 빠르게 성장하고 있습니다.

3. 주요 시장 제약 요인
시장 성장을 저해하는 주요 제약 요인들은 다음과 같습니다.
* 메모리 부문의 주기적인 설비 투자 변동 (-1.40% CAGR 영향): 메모리 제조업체들은 과잉 생산을 조절하기 위해 주기적으로 장비 예산을 삭감합니다. 3D NAND 스택은 200개 이상의 식각 공정을 필요로 하므로, 이러한 투자 중단은 식각 장비 공급업체의 매출에 불균형적으로 큰 영향을 미 미칩니다.
* 헬륨 및 희귀 가스 공급 차질 (-0.80% CAGR 영향): 고밀도 플라즈마 공정에서 웨이퍼 후면 냉각에 필수적인 헬륨 공급이 불안정해지면서 시장 가격이 급등하고 있습니다. 이는 장비 업그레이드를 지연시키고 판매 주기를 늘릴 수 있습니다.
* 장비 평균 판매 가격 상승 대비 ROI 저하 (-0.60% CAGR 영향): 첨단 식각 장비의 평균 판매 가격이 상승하면서, 특히 소규모 파운드리의 경우 투자 수익률(ROI)에 대한 부담이 커지고 있습니다.
* 수출 통제 규정 준수 비용 증가 (-0.50% CAGR 영향): 중국을 대상으로 하는 수출 통제 규정은 전 세계적인 규정 준수 부담을 가중시키고 있으며, 이는 장비 공급업체의 운영 비용을 증가시키는 요인으로 작용합니다.

4. 세그먼트 분석

4.1. 애플리케이션별 분석
* 로직 및 마이크로프로세서(MPU): 2025년 시장 점유율의 36.65%를 차지하며, 3nm 이하 구조로 가장 빠르게 전환하면서 시장의 주도권을 유지하고 있습니다. 지속적인 스마트폰 및 데이터 센터 교체 주기와 자동차 자율 주행용 혼합 신호 칩이 웨이퍼 생산량을 뒷받침합니다.
* 첨단 패키징 및 고대역폭 메모리(HBM): 2031년까지 8.79%의 CAGR로 성장할 것으로 예상되며, AI 가속기가 로직 다이와 스택형 DRAM을 결합함에 따라 수요가 증가하고 있습니다. TSMC는 2025년 말까지 CoWoS 패키징 생산량을 월 65,000장으로 확대할 계획입니다.

4.2. 장비 유형별 분석
* 유도 결합 플라즈마(ICP) 장비: 2025년 매출의 33.25%를 차지하며, 다양한 화학 물질을 처리할 수 있는 유연성으로 대량 생산 팹의 핵심 장비로 자리매김하고 있습니다.
* 원자층 식각(ALE) 시스템: 2026년부터 2031년까지 9.01%의 CAGR로 가장 높은 성장률을 기록할 것으로 예상됩니다. 옹스트롬(angstrom) 수준의 정밀 제어가 가능하여 첨단 노드에서 필수적입니다.
* 딥 RIE(Deep RIE): MEMS 및 TSV(Through-Silicon-Via)와 같은 특수 분야에서 높은 마진을 창출합니다.
* 습식 식각 시스템: 등방성 세척 및 사전 본딩 표면 준비에 사용되지만, 플라즈마 화학 기술이 발전함에 따라 점유율이 감소하고 있습니다.

4.3. 식각 기술별 분석
* 건식 식각: 2025년 전 세계 지출의 67.90%를 차지했으며, 2031년까지 10.35%의 CAGR로 성장할 것으로 예상됩니다. 정밀하고 수직적인 프로파일 구현에 필수적입니다. 펄스 바이어스 방식, 극저온 웨이퍼 스테이지, 실시간 종점 감지기 등의 기술 발전이 라인 에지 거칠기를 줄이는 데 기여하고 있습니다.
* 습식 식각: TSV 노출 및 웨이퍼 박막화와 같이 전역적인 재료 제거가 필요한 특정 공정에서 사용되지만, 상대적인 비중은 계속 줄어들고 있습니다.

4.4. 공정 유형별 분석
* FEOL(Front-End-Of-Line) 식각: 2025년 시장 점유율의 62.05%를 차지했으며, 트랜지스터 성능을 결정하는 게이트 스택, 스페이서, 접점 형성 등 가장 엄격한 치수 공차가 요구되는 공정입니다. GAA 공정으로의 전환은 식각 공정 횟수를 두 배 이상 증가시켜 ALE 제어 화학 물질에 대한 수요를 증폭시킵니다.
* BEOL(Back-End-Of-Line) 식각: 2026년부터 2031년까지 11.42%의 CAGR로 성장할 것으로 예상됩니다. 주로 상호 연결 금속 및 유전체 증착에 중점을 두며, 처리량과 레이어당 비용 효율성이 중요합니다. 그러나 첨단 패키징은 실리콘 인터포저 및 하이브리드 본딩 다이에 FEOL 수준의 정밀도를 요구하며 경계를 모호하게 합니다.

5. 지역별 분석
* 아시아 태평양: 2025년 매출의 70.85%를 차지하며, 대만, 한국, 중국 본토의 수십억 달러 규모의 생산 능력 증설에 힘입어 시장을 주도하고 있습니다. TSMC의 CoWoS 확장과 삼성, SK하이닉스의 DRAM 및 NAND 생산은 막대한 식각 장비 수요를 창출합니다. NAURA와 같은 중국 국내 공급업체들도 빠르게 성장하고 있습니다.
* 북미: CHIPS Act 인센티브(500억 달러 이상)에 힘입어 인텔의 오하이오 공장 건설 및 TSMC의 애리조나 공장 프로젝트가 대규모 다중 챔버 식각 장비 주문을 유치하며 아시아 의존도를 낮추고 있습니다.
* 유럽: 유럽 CHIPS Act 자금 지원으로 독일, 프랑스, 아일랜드에서 프로젝트가 진행되어 장비 출하량 증가에 기여하고 있습니다.
* 중동 및 아프리카: 2031년까지 10.74%의 CAGR로 가장 빠른 성장이 예상됩니다. 사우디아라비아의 NEOM 캠퍼스 및 아랍에미리트의 클린룸 프로그램 등 정부의 전략적 자율성 확보 노력이 턴키 식각 모듈 수입을 촉진하고 있습니다.

6. 경쟁 환경
반도체 식각 장비 시장은 Applied Materials, Lam Research, Tokyo Electron이 2024년 매출의 상당 부분을 차지하며 높은 집중도를 보이고 있습니다. 이들 기업은 AI 주도 수요와 장비 평균 판매 가격 상승에 힘입어 견고한 실적을 기록했습니다. 이들의 규모는 소규모 경쟁업체가 따라잡기 어려운 다중 사이트 부품 창고 및 챔버 내 센서 R&D를 가능하게 합니다.

수출 통제 규정은 시장에 복잡성을 더하고 있습니다. 미국 규정은 특정 중국 팹에 대한 첨단 장비 선적을 제한하여, 공급업체들이 규제 준수 버전을 개발하게 만들고 있습니다. 이는 비용을 증가시키지만, 동시에 새로운 진입 장벽을 구축하는 효과도 있습니다. NAURA 및 Advanced Micro-Fabrication Equipment와 같은 중국 공급업체들은 정부 보조금과 현지화된 서비스 네트워크를 활용하여 28nm 이상 공정 장비 시장에서 점유율을 확대하고 있습니다. 그러나 이들 기업은 여전히 첨단 기술 노드에서는 선두 기업들과 상당한 기술 격차를 보이고 있습니다. 그럼에도 불구하고, 중국 정부의 강력한 지원과 국내 수요 증가에 힘입어, 이들 기업은 중장기적으로 글로벌 시장에서 더욱 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다. 특히, 지정학적 긴장이 고조되면서 각국 정부는 자국 내 반도체 공급망 강화를 추진하고 있으며, 이는 현지 장비 공급업체들에게 새로운 기회를 제공하고 있습니다.

7. 시장 전망
반도체 식각 장비 시장은 AI, 고성능 컴퓨팅(HPC), 5G 기술의 발전으로 인해 지속적인 성장이 예상됩니다. 특히, AI 칩 생산을 위한 첨단 패키징 및 3D NAND 기술의 수요 증가는 식각 장비 시장의 성장을 견인할 주요 요인입니다. 또한, 웨이퍼 크기 증가와 미세 공정 전환은 더욱 정교하고 효율적인 식각 솔루션에 대한 필요성을 증대시키고 있습니다.

지정학적 요인과 공급망 재편 노력은 시장에 복합적인 영향을 미칠 것입니다. 각국 정부는 반도체 산업의 자국 내 생산 능력을 강화하기 위해 막대한 투자를 진행하고 있으며, 이는 새로운 팹 건설 및 기존 팹 확장을 촉진하여 장비 수요를 증가시킬 것입니다. 동시에, 수출 통제 및 무역 장벽은 특정 지역에서의 시장 접근성을 제한하고, 현지 공급업체의 성장을 가속화하는 요인으로 작용할 수 있습니다.

장기적으로는 기술 혁신이 시장의 핵심 동력이 될 것입니다. 건식 식각 기술의 발전, 특히 원자층 식각(ALE) 및 원자층 증착(ALD) 기술의 통합은 차세대 반도체 소자 제조에 필수적인 요소가 될 것입니다. 이러한 기술은 더욱 미세하고 복잡한 구조를 정밀하게 구현할 수 있게 하여, 반도체 성능 향상에 기여할 것입니다. 또한, 장비 제조업체들은 생산성 향상, 비용 절감, 그리고 환경 친화적인 솔루션 개발에 지속적으로 투자할 것으로 보입니다.

본 보고서는 실리콘 웨이퍼 기판의 특정 재료를 선택적으로 제거하여 패턴을 형성하는 반도체 식각 장비 시장을 포괄적으로 분석합니다. 시장 정의, 연구 방법론, 주요 가정 및 범위를 포함합니다.

시장 환경 분석은 거시 경제 요인, 산업 공급망, 규제 및 기술 전망을 포함한 주요 동인과 제약 요인을 심층적으로 다룹니다. 주요 동인으로는 3nm 이하 노드 장비 소형화, 중국 파운드리 생산 능력 증대, GAA(Gate-All-Around) 트랜지스터 전환, 전력 소자 300mm-200mm 개조 수요, 미국 및 EU 반도체 보조금(CHIPS Act), 이종 통합 및 첨단 패키징 기술 발전이 있습니다. 반면, 시장 제약 요인으로는 메모리 부문 주기적 설비 투자 변동, 헬륨 및 희귀 가스 공급 차질, 장비 ASP(평균 판매 가격) 상승 대비 ROI(투자 수익률) 하락, 수출 통제 규정 준수 비용 증가 등이 지목됩니다. 특히, 메모리 부문 지출 감소는 단기적으로 식각 장비 주문을 20% 이상 감소시킬 수 있습니다.

시장 규모 및 성장 예측은 애플리케이션(로직/MPU, 메모리, 파운드리 서비스, 전력 및 개별 소자, MEMS 및 센서, 첨단 패키징/HBM 등), 장비 유형(RIE, ICP, DRIE, 습식, HARP, ALE 등), 식각 기술(건식, 습식), 공정 유형(FEOL, BEOL), 그리고 지역(북미, 남미, 유럽, 아시아-태평양, 중동 및 아프리카 등) 등 다양한 기준으로 세분화 분석됩니다.

보고서에 따르면, 전 세계 반도체 식각 장비 시장은 2031년까지 394억 3천만 달러 규모에 도달하며, 2026년부터 연평균 7.60% 성장할 것으로 전망됩니다. 2025년에는 로직/MPU 팹이 식각 장비 지출을 주도하여 전체 매출의 36.65%를 차지했습니다. 특히, 3nm 이하 노드에 필요한 원자 단위 정밀도를 제공하는 원자층 식각(ALE) 시스템은 2031년까지 9.01%의 가장 빠른 연평균 성장률을 보일 것으로 예측됩니다. 지역별로는 아시아-태평양 지역이 대만, 한국, 중국에 밀집된 팹 생산 능력 덕분에 2025년 매출의 70.85%를 차지하며 시장 수요를 압도적으로 주도하고 있습니다.

경쟁 환경 분석은 시장 집중도, 주요 기업 전략 및 시장 점유율을 다룹니다. Applied Materials, Lam Research, Tokyo Electron 세 회사가 전 세계 매출의 약 75%를 점유하며 시장을 주도하며, Hitachi High-Tech, Plasma-Therm, ASM International 등 다수의 기업이 경쟁하고 있습니다.

1. 서론

• 1.1 연구 가정 및 시장 정의
• 1.2 연구 범위

2. 연구 방법론

3. 요약

4. 시장 환경

• 4.1 시장 개요
• 4.2 거시 경제 요인의 영향
• 4.3 산업 공급망 분석
• 4.4 시장 동인
  • 4.4.1 3nm 노드 이하 장비 소형화
  • 4.4.2 중국 파운드리의 급속한 생산 능력 증대
  • 4.4.3 GAA(Gate-All-Around) 트랜지스터로의 전환
  • 4.4.4 전력 소자에서 300mm에서 200mm로의 개조 수요
  • 4.4.5 미국 및 EU 팹 보조금 지출 (CHIPS 법안)
  • 4.4.6 이종 통합 및 고급 패키징
• 4.5 시장 제약
  • 4.5.1 메모리 부문의 주기적인 설비 투자 변동
  • 4.5.2 헬륨 및 희귀 가스 공급 중단
  • 4.5.3 장비 평균 판매 가격 상승 대 ROI
  • 4.5.4 증가하는 수출 통제 준수 비용
• 4.6 규제 환경
• 4.7 기술 전망
• 4.8 포터의 5가지 경쟁 요인 분석
  • 4.8.1 신규 진입자의 위협
  • 4.8.2 구매자/소비자의 교섭력
  • 4.8.3 공급업체의 교섭력
  • 4.8.4 대체 제품의 위협
  • 4.8.5 경쟁 강도

5. 시장 규모 및 성장 예측 (가치)

• 5.1 애플리케이션별
  • 5.1.1 로직 / MPU
  • 5.1.2 메모리
  • 5.1.3 파운드리 서비스
  • 5.1.4 전력 및 개별 소자
  • 5.1.5 MEMS 및 센서
  • 5.1.6 고급 패키징 / HBM
  • 5.1.7 기타
• 5.2 장비 유형별
  • 5.2.1 반응성 이온 식각기 (RIE)
  • 5.2.2 유도 결합 플라즈마 (ICP) 식각기
  • 5.2.3 심층 RIE (DRIE)
  • 5.2.4 습식 식각 시스템
  • 5.2.5 고종횡비 식각 (HARP)
  • 5.2.6 원자층 식각 (ALE)
• 5.3 식각 기술별
  • 5.3.1 건식 식각
  • 5.3.2 습식 식각
• 5.4 공정 유형별
  • 5.4.1 FEOL (Front-End-of-Line) 식각
  • 5.4.2 BEOL (Back-End-of-Line) 식각
• 5.5 지역
  • 5.5.1 북미
    • 5.5.1.1 미국
    • 5.5.1.2 캐나다
    • 5.5.1.3 멕시코
  • 5.5.2 남미
    • 5.5.2.1 브라질
    • 5.5.2.2 아르헨티나
    • 5.5.2.3 남미 기타
  • 5.5.3 유럽
    • 5.5.3.1 독일
    • 5.5.3.2 영국
    • 5.5.3.3 프랑스
    • 5.5.3.4 이탈리아
    • 5.5.3.5 스페인
    • 5.5.3.6 러시아
    • 5.5.3.7 유럽 기타
  • 5.5.4 아시아 태평양
    • 5.5.4.1 중국
    • 5.5.4.2 일본
    • 5.5.4.3 인도
    • 5.5.4.4 대한민국
    • 5.5.4.5 동남아시아
    • 5.5.4.6 아시아 태평양 기타
  • 5.5.5 중동 및 아프리카
    • 5.5.5.1 중동
      • 5.5.5.1.1 사우디아라비아
      • 5.5.5.1.2 아랍에미리트
      • 5.5.5.1.3 튀르키예
      • 5.5.5.1.4 중동 기타
    • 5.5.5.2 아프리카
      • 5.5.5.2.1 남아프리카 공화국
      • 5.5.5.2.2 나이지리아
      • 5.5.5.2.3 아프리카 기타

6. 경쟁 환경

• 6.1 시장 집중도
• 6.2 전략적 움직임
• 6.3 시장 점유율 분석
• 6.4 기업 프로필 {(글로벌 개요, 시장 개요, 핵심 부문, 재무 정보(사용 가능한 경우), 전략 정보, 주요 기업의 시장 순위/점유율, 제품 및 서비스, 최근 개발 포함)}
  • 6.4.1 Applied Materials, Inc.
  • 6.4.2 Lam Research Corp.
  • 6.4.3 Tokyo Electron Ltd.
  • 6.4.4 Hitachi High-Tech Corp.
  • 6.4.5 Plasma-Therm LLC
  • 6.4.6 ASM International N.V.
  • 6.4.7 NAURA Technology Group Co., Ltd.
  • 6.4.8 Oxford Instruments Plasma Technology Ltd.
  • 6.4.9 SPTS Technologies Ltd. (KLA)
  • 6.4.10 ULVAC, Inc.
  • 6.4.11 Veeco Instruments Inc.
  • 6.4.12 SAMCO Inc.
  • 6.4.13 Advanced Micro-Fabrication Equipment Inc. (AMEC)
  • 6.4.14 Mattson Technology Inc.
  • 6.4.15 GlobalFoundries Inc. (자체 개발 도구)
  • 6.4.16 Suzhou Ruidow Technology Co., Ltd.
  • 6.4.17 PVA TePla AG
  • 6.4.18 CORIAL SAS
  • 6.4.19 Trion Technology Inc.
  • 6.4.20 Tescan Orsay Holding a.s.

7. 시장 기회 및 미래 전망