프로그래머블 주문형 반도체 시장 규모 및 점유율 분석 – 성장 동향 및 전망 (2026-2031년)

프로그래머블 ASIC 시장 개요 (2026-2031)

프로그래머블 ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 시장은 2025년 202.2억 달러 규모에서 2026년 219.9억 달러, 2031년에는 335.1억 달러에 이를 것으로 전망되며, 예측 기간(2026-2031년) 동안 연평균 성장률(CAGR) 8.79%를 기록할 것으로 예상됩니다. 이러한 성장은 반도체 부문이 범용 프로세서의 성능을 능가하면서도 고정형 ASIC의 경직성을 피하는 애플리케이션별 솔루션에 집중하고 있음을 반영합니다. 특히 하이퍼스케일 데이터센터, 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS), 5G 무선 장치, 대량 IoT 폼팩터 등 컴퓨팅 집약적 워크로드에서 프로그래머블 ASIC의 채택이 빠르게 확산되고 있습니다. 칩렛 기반 통합과 같은 첨단 패키징에 대한 파운드리 투자는 시장의 적용 범위를 더욱 넓히고 있으며, 국가 안보 우선순위와 공급망 복원력 강화 노력은 하드웨어 수준의 보안 기능을 내장한 국내 조달 프로그래머블 장치에 대한 수요를 촉진하고 있습니다.

시장 동인 및 성장 요인

프로그래머블 ASIC 시장의 성장을 견인하는 주요 동인은 다음과 같습니다.

* IoT 및 엣지 디바이스의 확산: 연결된 센서 엔드포인트의 증가는 저전력 작동과 진화하는 알고리즘 실행을 위한 유연성을 동시에 제공하는 실리콘에 대한 OEM의 선호를 높이고 있습니다. 프로그래머블 ASIC은 마이크로컨트롤러보다 우수한 전력 효율을 제공하면서도 사후 제작 유연성을 유지하여 이러한 요구를 충족합니다. AI 지원 웨어러블의 출하량 증가와 하드웨어 기반 보안 기능의 내장은 시장 성장을 가속화하고 있습니다.
* AI/ML 가속기 채택 증가: 클라우드 운영자들은 독점적인 추론 엔진을 GPU 공급 제약에 대한 헤지 수단이자 총 소유 비용(TCO)을 최대 40%까지 절감할 수 있는 효율성 레버로 인식하고 있습니다. 고대역폭 메모리, 벡터 엔진, 저지연 상호 연결에 대한 고객 수요는 칩렛 지원 구조화된 ASIC으로 무게 중심을 이동시키고 있습니다.
* 5G 인프라의 신속한 구축: 4G에서 5G Massive-MIMO 무선으로의 전환은 정밀한 빔포밍 및 mmWave 전력 증폭기 제어를 요구하며, 이는 기성 프로세서로는 부적합합니다. 혼합 신호 프로그래머블 ASIC은 기지국 제조업체가 전력 예산을 줄이고 보드 공간을 압축하는 데 기여하고 있습니다. 또한, 엄격한 보안 지침은 통신 OEM이 하드웨어 신뢰점(root-of-trust) IP를 보유한 실리콘 벤더를 선택하도록 유도하고 있습니다.
* 칩렛 기반 이종 통합: 첨단 마스크 세트 비용이 5천만 달러를 초과하면서 모놀리식 SoC의 경제성은 분리된 다이 레벨 구조로 기울고 있습니다. TSMC의 CoWoS 및 Intel의 EMIB와 같은 고밀도 브릿지는 프로그래머블 ASIC 벤더가 아날로그, RF 또는 보안 타일을 컴퓨팅 로직 옆에 통합하면서 패키지 수준의 전력 무결성을 유지할 수 있도록 합니다. 개방형 UCIe 인터페이스의 등장은 다중 벤더 협업을 확대하고 있습니다.
* ADAS 및 전동화로의 자동차 전환: 소프트웨어 정의 차량(SDV)이 중앙 집중식 컴퓨팅 및 구역 아키텍처를 도입함에 따라 자동차 OEM은 프로그래머블 ASIC을 통해 ISO 26262 안전 요구사항을 충족하는 결정론적 타이밍 및 하드웨어 이중화를 구현하고 있습니다.
* 국방 분야의 온쇼어 보안 재구성 가능 ASIC 추진: CHIPS Act와 같은 국가 안보 우선순위는 국내에서 조달 가능하며 하드웨어 수준의 보안 기능을 내장한 프로그래머블 장치에 대한 수요를 증가시키고 있습니다.

시장 제약 및 도전 과제

시장 성장을 저해하는 요인으로는 다음과 같은 것들이 있습니다.

* 첨단 노드의 높은 NRE 및 마스크 비용: 3nm 이하 공정에서 발생하는 높은 비반복 공학(NRE) 비용은 소량 프로젝트를 위축시키고 중소 규모 고객을 구조화된 ASIC 또는 성숙 노드 대안으로 유도합니다. 파운드리 집중은 협상 비대칭성을 심화시켜 웨이퍼 가격 상승을 초래합니다.
* 파운드리 용량 제약 및 공급 충격: 단일 첨단 노드 공급업체에 대한 높은 의존도는 공급망을 지정학적 또는 자연재해 위험에 취약하게 만듭니다. 2024-2025년 부족 사태 시 프리미엄이 발생했으며, SEMI의 신규 팹 건설 예측에도 불구하고 첨단 노드 공급 부족은 지속될 것으로 보입니다.
* 설계 복잡성 증가로 인한 출시 기간 연장: 프로그래머블 ASIC의 설계 복잡성이 증가하면서 개발 시간과 테이프아웃 위험이 커지고 있습니다.
* 오픈 소스 하드웨어(RISC-V)의 독점 ASIC 수요 희석: RISC-V와 같은 오픈 소스 ISA(Instruction Set Architecture)는 라이선스 오버헤드를 절감하고 프로토타입 제작 시간을 단축하여 독점 ASIC에 대한 수요를 일부 희석시킬 수 있습니다.

세그먼트 분석

* ASIC 유형별:
* 구조화된 ASIC(Structured ASIC)은 2025년 프로그래머블 ASIC 시장 매출의 38.05%를 차지하며, 적당한 맞춤화와 낮은 테이프아웃 위험을 요구하는 프로젝트의 기본 옵션으로 자리매김했습니다. 상위 금속층만 변경되므로 마스크 세트 제작이 빠르고 비용이 저렴합니다.
* RF ASIC은 5G mmWave 및 위성 링크 배포에 힘입어 2031년까지 9.42%의 가장 빠른 CAGR로 성장할 것으로 예상됩니다. 저잡음 증폭기, 위상 시프터, 전력단 등을 단일 다이에 통합하여 보드 레벨 튜닝 단계를 줄입니다.
* 풀 커스텀(Full-Custom) 구현은 와트당 테라 연산 효율이 중요한 하이퍼스케일 경제성에서 여전히 필수적이지만, 이제는 칩렛 크기의 구조화된 블록과 동일한 멀티칩 모듈 내에서 공존하고 있습니다.
* 혼합 신호(Mixed-Signal) ASIC은 IoT 노드, 자동차 레이더, 스마트 팩토리 센서 등에서 고정밀 ADC와 디지털 로직의 통합 필요성이 증가함에 따라 주목받고 있습니다.
* 최종 사용 산업별:
* 가전제품(Consumer Electronics)은 2025년 시장 매출의 31.10%를 차지하며 선두를 유지했습니다. 디스플레이 엔진, 연결 칩셋, 배터리 수명 최적화에 대한 수요가 주된 동인입니다. 엣지 AI 오디오 및 비디오로의 전환은 디바이스당 실리콘 콘텐츠를 증가시켜 시장에 유리한 다년 주기를 형성하고 있습니다.
* 자동차 및 운송(Automotive and Transportation)은 2031년까지 9.25%의 CAGR로 가장 빠른 성장을 보일 것으로 예상됩니다. 소프트웨어 정의 차량(SDV)의 중앙 집중식 컴퓨팅 및 구역 아키텍처 도입과 ISO 26262 안전 요구사항 충족이 주요 요인입니다.
* 산업 장비, 의료, 통신 부문 또한 맞춤형 실리콘 채택을 늘리며 꾸준한 성장을 보이고 있습니다.
* 애플리케이션별:
* 5G 및 네트워킹 하드웨어는 2025년 매출의 27.12%를 차지하며 프로그래머블 장치의 가장 큰 애플리케이션 클러스터입니다. Massive-MIMO 기저대역, 빔포밍, 프론트홀 암호화 등 실리콘 집약적인 작업이 많기 때문입니다.
* AI/ML 가속기는 모델 크기 증가, 프롬프트 엔지니어링 복잡성, 온프레미스 및 엣지 계층으로의 추론 마이그레이션에 힘입어 9.18%의 CAGR로 가장 빠른 성장을 기록할 것으로 전망됩니다.
* 데이터센터, 자동차 인지 스택 및 센서 융합 코어, 스마트 팩토리 게이트웨이 등에서도 프로그래머블 ASIC의 수요가 증가하고 있습니다.
* 공정 노드별:
* 28nm 이상(성숙 기술)은 2025년 출하량의 43.05%를 차지하며, 검증된 수율, 광범위한 IP 라이브러리, 매력적인 비용 구조로 인해 전력 관리 IC, 연결 콤보, 혼합 신호 모듈에 주로 사용됩니다.
* 5/4/3nm 노드는 AI 추론 엔진 및 차세대 자동차 도메인 컨트롤러와 같이 높은 컴퓨팅 밀도를 요구하는 분야에서 9.76%의 CAGR로 빠르게 성장하고 있습니다.
* 16/14nm 및 10/7nm와 같은 중간 노드는 28nm보다 성능 향상이 필요하지만 최첨단 노드의 비용 프리미엄을 감당할 수 없는 워크로드에 사용되는 중요한 단계입니다.

지역 분석

* 북미는 2025년 프로그래머블 ASIC 시장 매출의 38.20%를 차지하며 선두를 유지했습니다. 이는 하이퍼스케일 데이터센터 투자, CHIPS Act 인센티브, 실리콘 밸리, 오스틴, 피닉스 주변에 밀집된 디자인 서비스 밀도에 힘입은 결과입니다. 국내 파운드리 확장은 공급 탄력성을 강화하고 국방용 보안 장치에 대한 첨단 노드 접근성을 높이고 있습니다.
* 아시아 태평양은 2026-2031년 동안 9.61%의 가장 빠른 CAGR로 성장할 것으로 예상됩니다. 중국의 자체 역량 강화, 한국의 수직 통합 메모리-로직 슈퍼클러스터, 일본의 장비 및 재료 강점이 성장을 견인하고 있습니다. 2028년까지 이 지역에 약 4,700억 달러 이상의 자본 지출이 약속되어 성숙 및 최첨단 역량 추가를 지원하고 있습니다.
* 유럽은 기능 안전 규제 및 탄소 중립 제조 목표를 통해 자동차 및 산업 전자 부문을 차별화하며 꾸준한 성장 궤도를 유지하고 있습니다. 독일의 현지 웨이퍼 제조 이니셔티브와 TSMC 드레스덴 합작 투자는 다운스트림 패키징 및 테스트 생태계를 추가하여 EU 시스템 하우스에 더 짧은 공급망과 IP 보호를 보장할 것으로 기대됩니다.

경쟁 환경

프로그래머블 ASIC 시장은 중간 정도의 집중도를 보이며, 상위 5개 공급업체가 전체 매출의 약 55-60%를 차지하고 있습니다. Broadcom은 맞춤형 추론 엔진에서 강력한 입지를 구축하고 있으며, TSMC는 5nm 및 CoWoS 역량을 바탕으로 고성능 장치 제조에 필수적인 역할을 하고 있습니다. Intel Foundry Services는 미국 기반의 보안 민감 워크로드 대안을 제시하며 x86, Arm, RISC-V IP를 아우르는 디자인 생태계의 통합 지점을 제공하고 있습니다. 오픈 소스 ISA 블록을 기반으로 하는 스타트업들은 라이선스 오버헤드를 절감하고 프로토타입 제작 시간을 단축하고 있습니다.

첨단 패키징은 새로운 경쟁 전장으로 부상하고 있습니다. 독점 칩렛 IP를 고대역폭 메모리 스택 및 최고 수준의 레티클 제한 인터포저와 결합하는 벤더들이 과거 모놀리식 접근 방식에 의존했던 디자인 수주를 확보하고 있습니다. 규제 동향은 종단 간 공급망 관리, 방사선 내성, 제로 트러스트 보안 기능을 입증할 수 있는 공급업체에 유리하게 작용하며, 수직 통합 또는 정부 지원을 받는 플레이어에게 상업적 우위를 제공하고 있습니다. 주요 기업으로는 Analog Devices, Infineon Technologies, STMicroelectronics, Texas Instruments, NXP Semiconductors 등이 있습니다.

최근 산업 동향

* 2025년 5월: TSMC는 2nm 노드에 대한 기록적인 수요를 확인하며, 위험 생산(risk production) 전에 수년치 생산 능력이 매진되었음을 발표하여 최첨단 프로그래머블 ASIC 테이프아웃에 대한 디자인 커뮤니티의 높은 관심을 입증했습니다.
* 2025년 4월: Andes Technology와 Imagination Technologies는 AX45MP 및 NX27V 벡터 유닛을 특징으로 하는 쿼드 코어 RISC-V 플랫폼에서 Android 15를 성공적으로 부팅하여 오픈 ISA 프로그래머블 장치의 OS 준비성을 시연했습니다.
* 2025년 3월: MediaTek은 N6RF+에서 최초의 실리콘 검증 RF 전력 증폭기 및 PMU 콤보를 제작하여 5G 무선 ASIC용 혼합 신호 통합을 검증했습니다.
* 2025년 2월: SEMI는 2025년 중 18개의 신규 팹 착공을 예상했으며, 이 중 15개는 300mm 팹으로 프로그래머블 ASIC 백엔드 물량에 대한 성숙 노드 여유 공간을 추가할 것으로 전망했습니다.

이 보고서는 프로그래머블 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit) 시장에 대한 포괄적인 분석을 제공합니다. ASIC은 특정 애플리케이션 또는 목적을 위해 특별히 설계된 반도체로, 일반 로직 장치에 비해 우수한 속도, 소형화 및 낮은 전력 소비를 특징으로 합니다.

1. 시장 개요 및 성장 전망:
프로그래머블 ASIC 시장은 2026년 219억 9천만 달러 규모에 도달했으며, 2031년까지 연평균 8.79%의 성장률(CAGR)을 기록하며 335억 1천만 달러 규모로 성장할 것으로 전망됩니다.

2. 주요 시장 동인:
시장의 성장을 견인하는 주요 요인으로는 IoT 및 엣지 디바이스의 확산, AI/ML 가속기 채택 증가, 5G 인프라의 신속한 구축, 자동차 산업의 ADAS(첨단 운전자 보조 시스템) 및 전동화 전환, 칩렛(Chiplet) 기반 이종 통합을 통한 구조화된 ASIC(Structured ASIC) 수요 증대, 그리고 CHIPS Act와 같은 정책에 힘입은 국방 분야의 온쇼어 보안 재구성 가능 ASIC에 대한 요구 증대가 있습니다.

3. 시장 제약 요인:
반면, 첨단 공정 노드에서의 높은 NRE(비반복 공학) 및 마스크 제작 비용, 글로벌 파운드리 생산 능력 제약 및 공급망 불안정, ASIC 설계의 복잡성 증가로 인한 개발 기간 연장, 그리고 RISC-V와 같은 오픈소스 하드웨어의 부상으로 인한 독점 ASIC 수요 희석 등이 시장 성장을 저해하는 요인으로 작용합니다.

4. 시장 세분화 및 주요 트렌드:
* ASIC 유형별: Structured ASIC, Full-Custom ASIC, Platform/Semi-Custom ASIC, Mixed-Signal ASIC, RF ASIC 등으로 분류됩니다. 2025년 기준 Structured ASIC이 전체 매출의 38.05%를 차지하며 가장 큰 비중을 보였습니다.
* 최종 사용자 산업별: 가전제품, 통신 및 네트워킹, 자동차 및 운송, 산업 및 로봇 공학, 항공우주 및 방위, 헬스케어 등 다양한 산업에서 활용됩니다.
* 애플리케이션별: AI/ML 가속기, IoT/엣지 디바이스, 5G/네트워킹 인프라, 데이터 센터 및 클라우드, 자동차 ADAS 및 전동화, 의료 기기, 산업 제어 및 PLC 등이 포함됩니다. 특히 AI/ML 추론 가속기 분야는 2031년까지 연평균 9.18%로 가장 빠르게 성장할 것으로 예상됩니다.
* 공정 노드별: 28nm 이상, 16/14nm, 10/7nm, 5/4/3nm 등 다양한 공정 노드별 분석을 제공합니다.
* 지역별: 북미, 남미, 유럽, 아시아 태평양, 중동 및 아프리카로 구분됩니다. 아시아 태평양 지역은 대규모 생산 능력 투자에 힘입어 연평균 9.61%로 가장 높은 성장률을 기록할 것으로 전망됩니다.

5. 경쟁 환경:
보고서는 시장 집중도, 주요 기업들의 전략적 움직임, 시장 점유율 분석을 포함합니다. Intel Corporation, Broadcom Inc., Marvell Technology, Inc., AMD (Xilinx), Microchip Technology Inc., Lattice Semiconductor Corporation, QuickLogic Corporation, Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Ltd. (TSMC), Samsung Electronics Co., Ltd. (Samsung Foundry), GlobalFoundries Inc. 등 주요 벤더들의 글로벌 및 시장 수준 개요, 핵심 사업 부문, 재무 정보, 전략적 정보, 시장 순위/점유율, 제품 및 서비스, 최근 개발 동향 등을 상세히 다룹니다.

6. 시장 기회 및 미래 전망:
본 보고서는 미개척 시장(White-space) 및 충족되지 않은 요구(Unmet-Need)에 대한 평가를 통해 시장의 잠재적 기회와 미래 방향을 제시합니다.

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 시장 동인
  • 4.2.1 IoT 및 엣지 기기 확산
  • 4.2.2 AI/ML 가속기 채택
  • 4.2.3 5G 인프라의 빠른 구축
  • 4.2.4 ADAS 및 전동화로의 자동차 전환
  • 4.2.5 칩렛 기반 이종 통합으로 구조화된 ASIC 채택 증가
  • 4.2.6 국내 보안 재구성 가능 ASIC(CHIPS Act)에 대한 국방부의 추진
• 4.3 시장 제약
  • 4.3.1 첨단 노드에서의 높은 NRE 및 마스크 비용
  • 4.3.2 파운드리 생산 능력 제약 및 공급 충격
  • 4.3.3 증가하는 설계 복잡성으로 인한 출시 기간 연장
  • 4.3.4 오픈 소스 하드웨어(RISC-V)로 인한 독점 ASIC 수요 희석
• 4.4 산업 가치 사슬 분석
• 4.5 규제 환경
• 4.6 기술 전망
• 4.7 포터의 5가지 경쟁 요인 분석
  • 4.7.1 공급업체의 협상력
  • 4.7.2 구매자의 협상력
  • 4.7.3 신규 진입자의 위협
  • 4.7.4 대체재의 위협
  • 4.7.5 경쟁 강도
• 4.8 투자 및 자금 조달 동향
• 4.9 거시 경제 요인의 영향

5. 시장 규모 및 성장 예측 (가치)

• 5.1 ASIC 유형별
  • 5.1.1 구조화된 ASIC
  • 5.1.2 풀 커스텀 ASIC
  • 5.1.3 플랫폼 / 세미 커스텀 ASIC
  • 5.1.4 혼합 신호 ASIC
  • 5.1.5 RF ASIC
• 5.2 최종 사용 산업별
  • 5.2.1 가전제품
  • 5.2.2 통신 및 네트워킹
  • 5.2.3 자동차 및 운송
  • 5.2.4 산업 및 로봇 공학
  • 5.2.5 항공우주 및 방위
  • 5.2.6 헬스케어
  • 5.2.7 기타
• 5.3 애플리케이션별
  • 5.3.1 AI/ML 가속기
  • 5.3.2 IoT / 엣지 디바이스
  • 5.3.3 5G / 네트워킹 인프라
  • 5.3.4 데이터 센터 및 클라우드
  • 5.3.5 자동차 ADAS 및 전동화
  • 5.3.6 의료 기기
  • 5.3.7 산업 제어 및 PLC
• 5.4 공정 노드별
  • 5.4.1 28 nm 이상
  • 5.4.2 16/14 nm
  • 5.4.3 10/7 nm
  • 5.4.4 5/4/3 nm
• 5.5 지역별
  • 5.5.1 북미
  • 5.5.1.1 미국
  • 5.5.1.2 캐나다
  • 5.5.2 남미
  • 5.5.2.1 브라질
  • 5.5.2.2 아르헨티나
  • 5.5.2.3 남미 기타 지역
  • 5.5.3 유럽
  • 5.5.3.1 독일
  • 5.5.3.2 프랑스
  • 5.5.3.3 영국
  • 5.5.3.4 이탈리아
  • 5.5.3.5 러시아
  • 5.5.3.6 유럽 기타 지역
  • 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 호주
  • 5.5.4.6 아시아 태평양 기타 지역
  • 5.5.5 중동 및 아프리카
  • 5.5.5.1 중동
  • 5.5.5.1.1 사우디아라비아
  • 5.5.5.1.2 UAE
  • 5.5.5.1.3 튀르키예
  • 5.5.5.1.4 중동 기타 지역
  • 5.5.5.2 아프리카
  • 5.5.5.2.1 남아프리카
  • 5.5.5.2.2 나이지리아
  • 5.5.5.2.3 케냐
  • 5.5.5.2.4 아프리카 기타 지역

6. 경쟁 환경

• 6.1 시장 집중도
• 6.2 전략적 움직임
• 6.3 시장 점유율 분석
• 6.4 기업 프로필 {(글로벌 수준 개요, 시장 수준 개요, 핵심 부문, 재무 정보(사용 가능한 경우), 전략 정보, 시장 순위/점유율, 제품 및 서비스, 최근 개발 포함)}
  • 6.4.1 Intel Corporation
  • 6.4.2 Broadcom Inc.
  • 6.4.3 Marvell Technology, Inc.
  • 6.4.4 AMD (Xilinx)
  • 6.4.5 Microchip Technology Inc. (Microsemi)
  • 6.4.6 Lattice Semiconductor Corporation
  • 6.4.7 QuickLogic Corporation
  • 6.4.8 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Ltd.
  • 6.4.9 Samsung Electronics Co., Ltd. (Samsung Foundry)
  • 6.4.10 GlobalFoundries Inc.
  • 6.4.11 United Microelectronics Corporation
  • 6.4.12 Fujitsu Semiconductor Ltd.
  • 6.4.13 STMicroelectronics N.V.
  • 6.4.14 Infineon Technologies AG
  • 6.4.15 NXP Semiconductors N.V.
  • 6.4.16 onsemi Corporation
  • 6.4.17 Texas Instruments Incorporated
  • 6.4.18 Renesas Electronics Corporation
  • 6.4.19 Faraday Technology Corporation
  • 6.4.20 Global Unichip Corp.
  • 6.4.21 Andes Technology Corporation
  • 6.4.22 Skyworks Solutions, Inc.
  • 6.4.23 Dialog Semiconductor plc
  • 6.4.24 Analog Devices, Inc.

7. 시장 기회 및 미래 전망