전세계 자동차용 반도체 시장 규모는 2020년 기준 350억 달러로 생각보다 크지 않다. 전세계 반도체 시장 규모가 4,730억 달러 정도이니 8%도 되지 않는다. 자동차 반도체 업계 상위 5개 회사가 전체 시장의 약 절반을 차지하고 있다. 과점이라고 보긴 어려우나, 꽤 많은 비중을 담당하고 있다. 이 중 자동차에서 가장 많이 쓰이는 MCU만을 기준으로 보면, 이 시장 규모는 173억 달러이며, 르네사스, NXP, 인피니언, STMicro 등 상위 4개사가 차지하는 비중은 63%에 달한다. 

결과적으로, 자동차 반도체 시장은 규모가 크지 않아 이 업계의 전통적인 강자들이 시장을 꽉 쥐고 있다고 볼 수 있다. 실제 올해 2월 텍사스 한파로 인해 NXP, 인피니언 공장이 가동을 중단하고, 3월 르네사스 공장이 화재로 인해 생산을 중단하자 전체 자동차 생산에 큰 차질이 빚어진 것을 알 수 있다.

자동차 반도체 업계의 또 다른 문제는 구식 기술을 오랫동안 그대로 사용하고 있다는 점이다. NXP는 전 생산라인이 모두 8인치 웨이퍼에 130나노 이상급이고, 인피니언은 일부 12인치 웨이퍼 라인을 보유하고 있지만 97%가 130나노 이상에서 생산된다는 점을 감안하면 8인치 라인이 절대적이라고 볼 수 있다. 르네사스는 일부 Logic 칩과 메모리도 생산하고 있어 12인치 웨이퍼 라인 비중이 16%에 이르지만, MCU 등 대부분의 자동차 반도체는 8인치 라인에서 생산되고 있다. 추정컨대, 이들은 65나노 미만의 12인치 웨이퍼를 사용한 생산은 TSMC 등 파운드리 기업에 맡기고 있을 것이다.

- Tesla 자율행동 인공지능 모델 강화 -> 상품성 개선 통해 차량 판매 더욱 빠르게 증가할 것

- 늘어날 차량의 더 효율적 사용 위해서는 기존의 시스템을 넘어서는 에너지, 네트워크 지원 필요

① 낮은 원가의 배터리 셀 기반 ESS, 인공지능 모델 기반 VPP -> 효율적 에너지 생산, 저장, 공급,사용 가능

② 저궤도 위성 간 레이저 네트워크 구축, 수 많은 차량 -> 클라우드 연결해 대용량 데이터의 고속 이동 실현

삼성전자의 이미지센서 성장의 낙수효과는 테스트 업체들에게 온다. 삼성전자는 이미지센서 전공정과 후공정 중 패키징과 파이널 테스트는 직접 수행하고 웨이퍼테스트 일부를 테스나와 엘비세미콘에게 외주를 주고 있다. TSV 등 하이엔드 패키징이 수행된다는 점을 감안하면 타 글로벌 OSAT에게 후공정을 턴키로 외주를 주기 보다는 지금과 같이 테스트 위주로 외주화가 진행될 것이다.

글로벌 이미지센서 시장 3위 사업자인 Will Semi(구 Omni Vision)의 2020년 사업보고서에 따르면 이미지센서 칩의 비용 구조는 파운드리(wafer cost) 55%, 컬러 필터 6%, 후공정 10%, 기타 1%, 매출총이익률 31%이다. 삼성전자의 이미지센서 제품이 좀 더 고화소 위주이며 적층 패키징이 사용된다는 점을 감안하면 소니와 삼성전자의 후공정 비용 비중은 Will Semi보다 클 것이다. 향후 삼성전자의 이미지센서 점유율이 상승하고, 웨이퍼 테스트 비용 비중을 보수적으로 25%로 가정하면 삼성전자 이미지센서 웨이퍼 테스트 시장은 2025년 3,500억원 수준으로 5년 연평균 19%씩 증가할 전망이다

이미지센서 테스터를 선제적으로 증설해 둔 테스나가 가장 수혜를 입을 전망이다. 테스나는 2019~2021년 이미지센서 테스트 라인 구축에 총 3,200억원을 사용했고 국내 OSAT 중 가장 많은 이미지센서용 테스터를 보유하고 있다. 견조한 수요와 이에 대응하기 위한 전방업체의 공급 증가는 가동률을 높게 유지하면 높은 이익률을 달성할 수 있는 테스트 비즈니스에 유리한 환경이다. 후발주자인 엘비세미콘의 테스터도 높은 가동률이 유지되며 매출 및 이익 증가에 기여할 전망이다.

삼성전자는 올해부터 본격적으로 차량용 이미지센서 제품을 출시하고 시장에 진출한다. 차량용 이미지센서 시장은 2019년 9억달러에서 2025년 25억달러 규모로 연평균 17%씩 증가해 응용처 중 가장 빠르게 커질 전망이다. 지난 7월 차량용 이미지센서 브랜드를 런칭한 이후 3년만에 첫번째 차량용 이미지센서 제품인 아이소셀 오토 4AC를 출시했다. 이는 우선적으로 차량 안에서 외부를 확인할 수있는 서라운드뷰 모니터와 후방카메라에 탑재될 예정이다. 연초 삼성전자가 차세대 먹거리로 차량용 이미지센서 사업을 설정한 만큼 제품 라인업을 자율주행, 인캐빈(in-cabin) 카메라 등으로 확장할 계획이다.

CIS(CMOS Image Sensor)는 카메라에 인식된 빛을 전기적인 영상 신호로 변환해주는 역할을 하는 반도체다. 이미지센서 칩은 스마트폰의 카메라 고사양화 트렌드에 더불어 차량용으로의 어플리케이션 다변화도 나타나고 있다. 전체 이미지센서 시장은 2019년 150억달러 규모에서 2025년엔 263억달러로 연평균 10%씩 증가할 전망이다.

​커지는 스마트폰용 이미지센서 시장에서 삼성전자의 점유율은 상승할 전망이다. 미중 무역분쟁 이후 화웨이의 스마트폰 출하량은 급감했고, 이는 화웨이에 이미지센서를 독점으로 납품하던 소니가 2019~2020년 이미지센서 시장이 커짐에도매출이 증가하지 못한 이유가 됐다. OVX(오포, 비보, 샤오미)는 중국 스마트폰 시장에서의 화웨이 점유율을 가져오기 위해 경쟁적으로 스마트폰 스펙을 상향시키고 있고, 이는 쿼드러플 카메라 비중 상승(1Q20 19% → 4Q20 36%)과 고해상도 이미지센서 채용으로 이어지는 중이다.