디지털 IC 시장 - 글로벌 산업 규모, 점유율, 추세, 기회 및 예측, 구성 요소(메모리{DRAM, 플래시, SRAM, EPROM 및 기타}, 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 처리 시스템 및 기타), 원자재(실리콘, 갈륨 비소화물 및 기타), 최종 사용자(자동차, 산업용 가전제품, 통신 및 기타), 지역, 회사 및 지리적 위치별로 세분화, 예측 및 기회, 2018-2028

시장 개요

주요 시장 동인

기술 발전 및 소형화

기술 발전과 소형화에 대한 끊임없는 추구는 글로벌 디지털 IC 시장의 원동력입니다. 더 높은 성능, 향상된 에너지 효율성 및 향상된 기능에 대한 수요가 증가함에 따라 반도체 제조업체는 혁신의 경계를 넓히고 있습니다. 7nm, 5nm 이상과 같은 고급 프로세스 노드를 사용하면 더 작고 전력 효율적인 디지털 IC를 만들 수 있습니다. 트랜지스터 크기가 줄어들면서 통합 수준이 높아져 컴팩트한 칩 내에서 복잡한 기능을 구현할 수 있습니다. 이러한 기술적 발전은 디지털 IC의 성능을 향상시킬 뿐만 아니라 모바일 기기부터 고성능 컴퓨팅, 사물 인터넷(IoT)에 이르기까지 모든 분야에서 혁신적인 애플리케이션을 위한 길을 열어줍니다.

사물 인터넷(IoT)의 폭발적 성장

사물 인터넷(IoT)의 기하급수적 성장은 글로벌 디지털 IC 시장을 형성하는 주요 원동력입니다. 상호 연결된 장치, 센서, 스마트 시스템의 확산은 에너지 효율적이고 저전력이며 에지에서 데이터를 처리할 수 있는 디지털 IC를 요구합니다. IoT 애플리케이션은 스마트 홈, 산업 자동화, 헬스케어 웨어러블, 스마트 시티를 포함한 광범위한 분야에 걸쳐 있습니다. IoT에 최적화된 디지털 IC는 이러한 장치가 데이터를 지능적으로 수집, 처리, 전송하여 상호 연결된 기술의 원활한 네트워크를 구축할 수 있도록 지원합니다. IoT의 혁신적 잠재력은 연결된 장치의 고유한 요구 사항을 충족하는 특수 디지털 IC에 대한 수요를 가속화하고 있습니다.

고성능 컴퓨팅 및 인공 지능(AI)

고성능 컴퓨팅(HPC)의 급속한 발전과 인공 지능(AI) 애플리케이션의 확산은 글로벌 디지털 IC 시장의 주요 원동력입니다. 머신 러닝, 딥 러닝, 신경망 처리와 같은 AI 기반 작업에는 뛰어난 처리 능력과 데이터 처리 기능을 갖춘 디지털 IC가 필요합니다. AI 애플리케이션에 최적화된 디지털 IC는 추론 및 교육 작업을 가속화하도록 설계되어 실시간 의사 결정 및 패턴 인식이 가능합니다. AI 지원 장치, 자율 시스템 및 데이터 분석에 대한 수요는 AI 기반 워크로드에서 탁월한 성능을 제공하는 특수 디지털 IC의 개발을 촉진하고 있습니다.

연결성 및 5G 네트워크

연결성의 증가와 5G 네트워크의 구축은 글로벌 디지털 IC 시장을 촉진하는 핵심 동인입니다. 5G 네트워크로의 전환은 더 높은 데이터 전송 속도, 더 낮은 대기 시간 및 증가된 장치 밀도를 제공하여 증강 현실(AR), 가상 현실(VR) 및 스마트 시티와 같은 애플리케이션에 대한 새로운 가능성을 창출합니다. 5G의 모든 잠재력을 활용하려면 효율적인 통신, 저지연 데이터 처리 및 강력한 무선 연결을 위해 디지털 IC를 최적화해야 합니다. 베이스밴드 프로세서에서 RF 모듈에 이르기까지 디지털 IC는 5G 지원 장치의 성능과 기능을 형성하는 데 중요한 역할을 하며 글로벌 통신 생태계에서 그 중요성을 확대합니다.

에너지 효율성 및 친환경 기술에 대한 수요

에너지 효율성과 친환경 기술에 대한 강조가 커지면서 글로벌 디지털 IC 시장을 형성하는 중요한 동인이 되었습니다. 기후 변화와 환경 영향에 대한 우려가 심화됨에 따라 산업계는 전력 소비를 최소화하면서 더 높은 성능을 제공하는 디지털 IC를 찾고 있습니다. 이러한 수요는 모바일 기기에서 데이터 센터에 이르기까지 모든 부문으로 확대되고 있습니다. 에너지 효율적인 프로세서, 전력 관리 IC, 배터리 구동 기기에 최적화된 디지털 IC에 대한 추세는 지속 가능성에 대한 산업계의 의지를 반영합니다. 또한 디지털 IC 제조업체는 친환경 기술 솔루션에 대한 광범위한 추진에 맞춰 제조 공정, 소재 및 패키징 기술의 환경적 발자국을 줄이는 혁신적인 방법을 모색하고 있습니다.

주요 시장 과제

복잡한 설계 및 검증 프로세스

글로벌 디지털 IC 시장은 점점 더 복잡해지는 설계 및 검증 프로세스의 과제에 직면해 있습니다. 디지털 IC가 더욱 정교해지고 다양한 기능을 통합함에 따라 설계팀은 복잡한 설계 요구 사항과 복잡한 검증 절차에 직면하게 됩니다. 여러 도메인에서 기능, 성능, 전력 소비 및 보안을 검증해야 하는 필요성은 상당한 과제를 제기합니다. 포괄적인 검증에 필요한 시간과 리소스가 급증하여 종종 제품 개발 주기가 지연되었습니다. 이러한 과제를 해결하려면 혁신적인 설계 자동화 도구, 향상된 검증 방법론 및 설계팀 간의 협업이 필요하여 설계에서 검증까지의 연속체를 간소화해야 합니다.

공정 노드와 제조 비용 감소

소형화 및 성능 향상을 지속적으로 추구함에 따라 글로벌 디지털 IC 시장에서 공정 노드를 줄이고 제조 비용을 증가시키는 과제가 발생했습니다. 반도체 제조업체가 10nm 미만의 노드로 진출함에 따라 리소그래피, 재료 및 수율 관리의 복잡성이 증가합니다. 고급 제조 시설을 구축하고 운영하는 데 필요한 투자가 상당하여 비용 구조에 압박을 가하고 있습니다. 반도체 제조업체는 높은 수율과 품질 표준을 유지하면서 비용 효율적인 확장을 보장할 방법을 찾아야 합니다. 이러한 과제는 성능 향상과 경제적 타당성을 균형 잡기 위해 프로세스 기술, 소재 혁신 및 협력적 공급망 전략에서 획기적인 진전을 필요로 합니다.

전력 효율성 및 열 관리

전력 효율성 및 열 관리가 글로벌 디지털 IC 시장에서 중요한 과제로 떠오르고 있으며, 특히 기기가 더욱 소형화되고 휴대성이 향상되고 있습니다. 배터리 구동 기기, IoT 센서 및 웨어러블 기기의 확산으로 인해 에너지 효율적인 디지털 IC에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 고성능을 제공하는 동시에 최적의 전력 소비를 달성하는 것은 섬세한 균형입니다. 더욱이 디지털 IC가 더 빠른 속도로 작동하고 더 많은 기능을 통합함에 따라 방열이 문제가 됩니다. 다양한 작동 조건에서 열 발생을 관리하고 안정적인 성능을 보장하는 것이 중요합니다. 이러한 과제를 극복하기 위해 업계는 고급 패키징 솔루션, 더 나은 열 전도성을 가진 새로운 소재 및 전력 소비를 최적화하는 구조적 혁신을 모색하고 있습니다.

지식 재산 보호 및 보안

지식 재산(IP) 보호 및 보안 과제는 글로벌 디지털 IC 시장에서 가장 중요합니다. 디지털 IC의 복잡성이 증가함에 따라 IP 도난, 위조 및 역엔지니어링의 위험이 높아졌습니다. 민감한 설계 정보를 보호하고 디지털 IC의 진위성을 보장하는 것은 공급망에 대한 신뢰를 유지하는 데 필수적입니다. 또한 IoT 기기의 증가와 연결성 통합으로 사이버 보안 문제가 최전선에 서게 되었습니다. 디지털 IC가 해킹, 무단 액세스 및 데이터 침해에 강하도록 보장하는 것은 복잡한 과제입니다. 업계 이해 관계자는 디지털 IC의 무결성을 수명 주기 전반에 걸쳐 보호하는 강력한 보안 기능, 암호화 메커니즘 및 하드웨어 기반 보안 솔루션을 구현하기 위해 협력해야 합니다.

인재 부족 및 기술 격차

글로벌 디지털 IC 시장은 증가하는 인재 부족과 확대되는 기술 격차라는 과제에 직면해 있습니다. 디지털 IC의 설계 및 제조에는 전기 공학, 재료 과학 및 반도체 물리학과 같은 분야의 전문 지식을 갖춘 고도로 숙련된 전문가가 필요합니다. 그러나 자격을 갖춘 엔지니어와 전문가의 공급은 업계의 급속한 진화를 따라잡기 위해 고군분투하고 있습니다. 대학과 교육 기관은 디지털 IC 산업의 요구에 부응하기 위해 커리큘럼을 조정해야 하며, 기업은 기술 격차를 메우기 위해 교육 및 업스킬링 프로그램에 투자해야 합니다. 이러한 과제는 글로벌 디지털 IC 시장에서 혁신과 경쟁력을 주도할 인재를 유치하고 개발하기 위한 협력적 노력을 요구합니다.

주요 시장 동향

디지털 IC 설계를 혁신하는 첨단 공정 기술

글로벌 디지털 IC 시장은 공정 기술의 급속한 발전으로 인해 변혁의 단계를 겪고 있습니다. 더 작은 트랜지스터 크기, 더 높은 통합 수준, 향상된 에너지 효율성을 향한 추세가 디지털 IC 설계의 전망을 형성하고 있습니다. 파운드리와 반도체 제조업체는 더 작고, 더 빠르고, 더 전력 효율적인 칩에 대한 증가하는 수요를 수용하기 위해 7nm, 5nm, 심지어 3nm와 같은 첨단 공정 노드에 막대한 투자를 하고 있습니다. 이러한 발전을 통해 더 작은 폼 팩터 내에서 복잡한 기능을 통합할 수 있어 모바일 장치, 고성능 컴퓨팅, 사물 인터넷(IoT) 애플리케이션의 혁신으로 이어집니다. 또한 무어의 법칙이 업계를 계속 이끌면서, 글로벌 디지털 IC 시장의 혁신 속도를 유지하기 위해 새로운 소재와 3D 통합 기술이 모색되고 있습니다.

AI와 머신 러닝이 사용자 정의 및 최적화를 주도

인공 지능(AI)과 머신 러닝이 글로벌 디지털 IC 시장에서 변혁의 힘으로 부상하고 있습니다. AI로 구동되는 설계 자동화 도구를 통해 엔지니어는 설계 프로세스를 가속화하고, 전력 소비를 최적화하고, 성능을 향상시키고, 잠재적인 오류를 예측할 수 있습니다. 더 광범위한 설계 공간을 탐색하고 최적의 솔루션을 찾을 수 있는 능력은 새로운 수준의 사용자 정의와 효율성을 열어줍니다. AI 기반 설계 방법론은 신경망 가속기 및 AI 애플리케이션에 사용되는 특수 프로세서와 같은 복잡한 디지털 IC에 특히 가치가 있습니다. AI가 칩 설계 워크플로의 필수적인 부분이 되면서 글로벌 디지털 IC 시장은 생산성이 향상되고 혁신이 가속화되고 있습니다.

엣지 컴퓨팅과 IoT 수요의 증가

사물 인터넷(IoT) 장치의 확산은 글로벌 디지털 IC 시장을 심오한 방식으로 형성하고 있습니다. 데이터 소스에 더 가깝게 처리가 이루어지는 엣지 컴퓨팅으로의 추세는 에너지 효율적이고 저전력 디지털 IC에 대한 수요를 견인하고 있습니다. 이러한 칩은 배터리 구동 장치의 수명을 연장하고 지연 시간을 줄이기 위해 처리 능력과 에너지 소비 간의 균형을 맞춰야 합니다. 엣지 컴퓨팅에 최적화된 디지털 IC는 스마트 홈, 산업 자동화, 헬스케어 웨어러블, 자율 주행차를 포함한 다양한 애플리케이션에 전력을 공급하고 있습니다. IoT 생태계가 확장됨에 따라 글로벌 디지털 IC 시장은 엣지 장치의 고유한 요구 사항을 충족하는 혁신적인 솔루션을 제공하는 데 주력하고 있습니다.

핵심 설계 고려 사항으로서의 보안 및 신뢰성

중요한 시스템과 민감한 데이터의 디지털화가 증가함에 따라 글로벌 디지털 IC 시장에서 보안 및 신뢰성의 중요성이 높아졌습니다. 결과적으로 보안 기능은 산업 전반의 디지털 IC 설계에 필수적인 구성 요소가 되고 있습니다. 보안 부팅 메커니즘에서 하드웨어 기반 암호화 및 인증에 이르기까지 디지털 IC는 광범위한 사이버 위협을 견뎌내도록 설계되고 있습니다. 또한 하드웨어 보안 모듈(HSM)과 신뢰할 수 있는 플랫폼 모듈(TPM)이 데이터와 애플리케이션의 무결성을 보장하는 데 있어 중요성을 얻고 있습니다. 글로벌 디지털 IC 시장은 보안 고려 사항이 칩 설계의 구조에 내장되어 현대 기술의 기반을 강화하는 패러다임 전환을 목격하고 있습니다.

디지털 IC 설계에 대한 양자 컴퓨팅의 의미

아직 초기 단계이기는 하지만 양자 컴퓨팅은 글로벌 디지털 IC 시장에 심오한 영향을 미칠 것으로 예상되는 추세입니다. 양자 컴퓨팅 연구가 발전함에 따라 디지털 IC 설계에 대한 과제와 기회를 모두 제공합니다. 고전적 컴퓨터로는 달성할 수 없는 속도로 복잡한 문제를 해결할 수 있는 양자 컴퓨팅의 잠재력은 디지털 IC에 사용되는 암호화 및 최적화 알고리즘에 영향을 미칩니다. 글로벌 디지털 IC 시장의 엔지니어는 보안 및 암호화에 대한 위험을 완화하면서 양자 컴퓨팅의 이점을 활용하는 방법을 모색하고 있습니다. 양자 저항 알고리즘과 암호화 기본 요소는 양자 컴퓨팅 시대에 디지털 IC의 장기적 실행 가능성을 보장하기 위해 연구되고 있습니다.

세그먼트 통찰력

원자재 통찰력

실리콘 세그먼트

반면에, 갈륨 비소화물(GaAs)은 실리콘만큼 널리 사용되지는 않지만 고유한 특성으로 인해 디지털 IC 시장의 특정 세그먼트에서 특별한 자리를 차지하고 있습니다. GaAs는 실리콘에 비해 뛰어난 전자 이동성과 우수한 고주파 성능을 자랑합니다. 따라서 무선 주파수(RF) 및 마이크로파 애플리케이션과 같이 고속 신호 처리가 필요한 애플리케이션에 이상적인 선택입니다. GaAs 기반 디지털 IC는 종종 무선 통신 장치, 위성 통신 시스템, 레이더 시스템 및 군사 애플리케이션에서 사용됩니다. 이러한 전문 분야에서 GaAs의 우세는 중요한 통신 및 방위 기술에 전력을 공급하는 데 있어서 GaAs의 중요성을 강조합니다.

최종 사용자 통찰력

자동차 부문

또한 점점 더 연결된 세상에서 디지털 IC 시장 내에서 통신 부문의 우세는 부인할 수 없습니다. 유선에서 무선 통신 시스템에 이르기까지 디지털 IC는 원활한 연결, 데이터 전송 및 네트워크 최적화를 가능하게 합니다. 5G 네트워크, 사물 인터넷(IoT) 장치 및 고속 데이터 전송의 확장은 이 부문에서 디지털 IC의 중요성을 더욱 높였습니다. 무선 주파수(RF) 구성 요소, 베이스밴드 프로세서 및 네트워크 프로세서를 포함한 통신 IC는 글로벌 통신 인프라를 형성하는 데 중요한 역할을 합니다.

지역 통찰력

북미

반면에 아시아 태평양 지역은 전자 및 반도체의 글로벌 제조 허브입니다. 중국, 한국, 일본 및 대만과 같은 국가는 디지털 IC 시장에 상당한 기여를 하고 있습니다. 여기에서는 가전제품, 모바일 기기, 메모리 솔루션, IoT 애플리케이션을 포함한 광범위한 세그먼트에서 지배력을 볼 수 있었습니다. 광대한 소비자 기반과 번창하는 전자 생태계를 갖춘 아시아 태평양 지역은 일상 기기와 신기술에 전력을 공급하는 디지털 IC 생산의 원동력입니다.

최근 개발

• 2023년 2월, Synopsys와 Google은 인공 지능(AI) 및 머신 러닝(ML) 애플리케이션을 위한 새로운 디지털 IC를 개발하기 위한 협력을 발표했습니다. 이 협력은 Synopsys의 설계 도구와 Google의 AI 전문 지식을 사용하여 보다 효율적이고 강력한 디지털 IC를 만드는 데 중점을 둘 것입니다.
• 2022년 12월, Intel과 TSMC는 5G 무선 시장을 위한 새로운 디지털 IC를 개발하기 위한 협력을 발표했습니다. 이 협력은 Intel의 제조 전문성과 TSMC의 공정 기술을 사용하여 5G 기지국 및 기타 5G 애플리케이션을 위한 보다 효율적이고 강력한 디지털 IC를 만드는 데 중점을 둘 것입니다.

주요 시장 참여자

• Intel Corporation
• Samsung Electronics Co., Ltd.
• Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited(TSMC)
• NVIDIA Technology Corporation
• Qualcomm Incorporated
• Texas Instruments Incorporated
• Broadcom Inc.
• Analog Devices, Inc.
• Micron, Inc.
• STMicroelectronics NV