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최근 자율주행 자동차와 전기 자동차에 대한 수요가 점차 증가하면서 차량용 반도체에 대한 관심이 높아지고 있으나 한국 경우 차량용 반도체의 글로벌 경쟁력은 주요 강국 대비 약한 편으로 최근에는 국내 차량용 반도체 경쟁력 강화를 위해 투자와 기술개발에 집중하고 있다. 

전기자동차에 대한 수요가 상승세를 보이고 자율주행 자동차의 상용화가 가시화 되면서 차량용 반도체에 대한 시장전망은 긍정적인 평가를 받고 있는데, 이에 차량용 반도체 시장을 선점하기 위한 기업 간 경쟁도 치열해질 것으로 전망했다.  

인텔은 차량용 반도체 위탁생산(파운드리)에 뛰어들었으며, 차량용 반도체 분야 후발주자인 삼성전자도 차세대 차량용 시스템반도체 제품을 잇달아 선보이고 있다.

차량용 반도체 시장의 경우 높은 성장률을 보이며 2025년에는 840억 달러(약 100조4220억 원)의 시장규모를 형성하면서 2025년까지 두 자릿수 성장률을 이어갈 것으로 전망했고, 꾸준히 증가하고 있는 전기자동차의 시장점유율은 2020년 11%에서 2030년에는 62%에 달할 것으로 전망했다.

이에 본 보고서는 전기자동차 및 자율주행 자동차 수요증가로 인해 빠르게 부상하고 있는 차량용 반도체 시장의 국내외 산업동향과 핵심 기술별 시장분석 및 차세대 반도체 산업의 전반적인 시장동향 등을 수록하였다.

Ⅰ. 차량용 반도체 산업의 시장동향과 경쟁력 현황 및 전망

1. 차량용 반도체 개요

    1) 차량용 반도체 개념 및 분류

        (1) 개념

        (2) 종류

            2.1) 안전을 위한 반도체

                 2.1.1) 초음파센서를 이용한 반도체

                 2.1.2) ABS(Anti-Lock Brake System)용 반도체

                 2.1.3) 타이어압력감지시스템용 반도체

                 2.1.4) 에어백에 사용되는 반도체‘MEMS’

            2.2) 편의를 위한 반도체

            2.3) 카 인포테인먼트(인포메이션+엔터테인먼트)를 위한 반도체

            2.4) 자율주행차량용 반도체

            2.5) 차량용 전력반도체

        (3) 중요성

        (4) 특징

            4.1) 높은 기술적 장벽

            4.2) 다품종 소량생산으로 낮은 수익성

            4.3) 소수의 과점체제로 신규 진입이 곤란

    2) 차량용 반도체 역할에 따른 4가지 반도체

        (1) 구동계 IC(Driver IC)

        (2) 전원 IC(POWER IC)

        (3) 센서 IC(Seonsor)

        (4) 마이크로컨트롤러 유닛 (MCU: Micro Controller Unit)

2. 차량용 반도체 시장현황

    1) 국내

        (1) 시장동향

            1.1) 차량용 반도체 점유율 현황

            1.2) 웨이퍼 반도체 생산능력

            1.3) 미세공정 노드별 생산능력

            1.4) MCU(마이크로 컨트롤러 유닛)

        (2) 시장규모

            2.1) 차량용 반도체 시장규모

            2.2) 세그먼트별 성장률 및 비중

                 2.2.1) 세그먼트별 성장률

                 2.2.2) 차량용반도체 세그먼트별 비중

        (3) 차량용 반도체 수급동향 및 문제점

            3.1) 수급동향

                 3.1.1) 완성차社

                 3.1.2) 반도체社

                 3.1.3) 향후 전망

            3.2) 공급부족 사태 분석

            3.3) 문제점

                 3.3.1) 생태계 미형성

                 3.3.2) 높은 난이도

                 3.3.3) 연대·협력 부재

             3.4) 국내 대응전략

        (4) 산업 경쟁력 및 수준

             4.1) 점유율 현황

             4.2) 기업의 글로벌 순위

             4.3) 제조 환경 및 수준

    2) 국외

        (1) 시장현황

            1.1) 시장동향

            1.2) 시장규모 및 매출현황

                 1.2.1) 시장규모

                 1.2.2) 매출현황

                        a) 국가별 메모리 IC 매출현황

                        b) 글로벌 차량용 반도체 매출현황

                           b-1) 수요처별 반도체 매출현황

                           b-2) 품목별 차량용 반도체 매출현황

                           b-3) 제조사별 차량용 반도체 매출현황

                           b-4) 지역별 차량용 반도체 매출현황

                           b-5) 용도별/제조사별 차량용 반도체 매출현황

                           b-6) 팹리스 기업 매출현황

                           b-7) 제조사별 매출현황

            1.3) 시장전망

                 1.3.1) 시장 수요 전망

                 1.3.2) 세그먼트별 성장률 및 비중

                        a) 장기 성장률 전망

                 1.3.3) 부품군 · 기능별 비중

                        a) 부품군별 비중

                        b) 기능별 비중

        (2) 차량용 MCU 기업 점유율

        (3) 차량용 반도체 공급부족

            3.1) 공급부족 사태 분석

            3.2) 자동차 산업에의 영향

            3.3) 주요국 대응현황

3. 차량용 반도체 산업의 경쟁력 현황

    1) 반도체 및 자동차 산업 밸류체인 구조

    2) 차량용 반도체 경쟁력 추진방안

        (1) 자체 생산역량 강화

        (2) 산업 포트폴리오 확장

        (3) 기술환경 변화 대응

    3) 주요 플레이어 및 투자동향

        (1) 국내 투자동향

            1.1) 삼성전자

            1.2) SK하이닉스

            1.3) 텔레칩스

            1.4) 케이이씨

        (2) 주요 기업 및 점유율 현황

4. 시장전망

    1) 차량용 반도체 시장전망

    2) 모빌리티 산업 트렌드로 본 차량용 반도체 시장전망

        (1) 전장화 심화

            1.1) 차량용 반도체의 수요 확대와 밸류체인 재편

            1.2) 수요와 활용범위-전장화 수준과 S/W 확장성이 큰 부품군 중심

                 의 확대

        (2) 연결성 심화

            2.1) 반도체 및 제어장치, 분산형에서 통합형으로 전환

            2.2) 반도체를 비롯한 차량의 전기/전자(E/E) 아키텍처의 단일화,

                 통합화

            2.3) 통합형 E/E 아키텍처의 도입 속도 및 범위

        (3) 자동화

            3.1) 자율주행용 AI 반도체의 부상

            3.2) 방대한 양의 데이터 처리를 위한 고성능 AI 반도체

            3.3) H/W 및 S/W 플랫폼 중심의 전개

    3) 기술발전 트렌드 및 전망

        (1) Automated

        (2) Electrified

        (3) Connected

Ⅱ. 자동차 산업의 핵심 반도체 기술 및 시장분석 

1. 자율주행차 반도체 

    1) 자율주행차 개요 및 시장동향

        (1) 개요

            1.1) 개념

            1.2) 기술 구분

        (2) 시장동향

            2.1) 시장규모 및 전망

            2.2) 수요 변화 요인

    2) 주요기술

        (1) 센서

        (2) V2X 통신

        (3) 고정밀 디지털지도, 고정밀 위치측위

        (4) 인공지능

        (5) HVI 기술

        (6) 차량용 반도체 = 지능형 반도체

    3) 반도체 기술

        (1) 자율주행 자동차용 지능형 센서

            1.1) 지능형 레어더 센서와 반도체

                 1.1.1) 지능형 레이더 기술

                 1.1.2) 반도체 생산업체

                 1.1.3) 지능형 레이더의 H/W

                 1.1.4) 차량용 단거리 레이더

                 1.1.5) 차량용 레이더

                        a) 펄스 도플러(Pulse Doppler) 레이더

                        b) 주파수 변소 연속파(Frequency Modulated Continuous

                            Wave(FMCW))

                           b-1) 보쉬사 중거리 레이더

                           b-2) NXP사의 자동차 레이더 반도체

            1.2) 자율주행 라이다 센서와 반도체

                 1.2.1) 측정방법에 따른 방식

                        a) 펄스방식

                        b) AMCW(Amplitude Modulated Continuous Wave) 방식

                        c) FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 방식

                 1.2.2) 송신부에서 레이저 신호를 송출하는 방법

                        a) 스캐닝 라이다(Scanning LIDAR)

                        b) 플래시 라이다(Flash LIDAR)

        (2) 자율주행 인공지능 반도체

            2.1) 자율주행자동차용 인공지능 반도체

            2.2) 자율주행차 내부 네트워크

                 2.2.1) CAN

                 2.2.2) CAN-FD(CAN with Flexible Data rate)

            2.3) 자동차용 반도체의 고신뢰성 및 기능안전

    4) 추진방안

        (1) 단기대책

            1.1) 해외 긴급조달 지원

            1.2) 단기 대체공급 가능한 차량용 반도체 발굴

        (2) 중·장기 대책 - 국내 차량용 반도체 산업역량 강화

            2.1) 핵심 반도체 개발

            2.2) 미래차 핵심 반도체 생산 역량 확보

            2.3) 연대·협력 기반 구축

        (3) 핵심 과제

        (4) 반도체 확보를 위한 4가지 시나리오

            4.1) 전통적인 가치사슬 활용

            4.2) 티어1 중심의 개발

            4.3) 낮은 수준의 수직 계열화

            4.4) OEM의 반도체 산업 직접 진출

    5) 국내외 차량 반도체 업체 개발동향

        (1) 국내 차량반도체 개발동향

        (2) 국외 차량반도체 개발동향

2. 전기차 전력 반도체

    1) 개요

        (1) 전기차 개요

            1.1) 전기차 구성요소

                 1.1.1) 구성모터

                 1.1.2) 감속기

                 1.1.3) 배터리

                 1.1.4) 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)

                 1.1.5) 배터리 히팅/냉각 시스템

                 1.1.6) 온보드차저(OBC, On Board Charger)

                 1.1.7) 통합전력제어장치( Electric Power Control Unit, EPCU)

                        a) 인버터(Inverter)

                        b) LDC(Low voltage DC-DC Converter)

                        c) VCU(Vehicle Control Unit)

            1.2) 전기차 특징

                 1.2.1) 전기 사용

                 1.2.2) 적은 소음

                 1.2.3) 뛰어난 제어 성능

                 1.2.4) 유지 보수성

                 1.2.5) 차량 구조 설계 용이

                 1.2.6) 주행 외 배터리 활용

        (2) 전력반도체 개요

            2.1) 개념

            2.2) 분류

            2.3) 소자기능 및 용도

            2.4) 전기차용 차세대 반도체

    2) 전력반도체 산업동향

        (1) 시장동향

        (2) 시장규모 및 전망

    3) 차세대 반도체 소재 - SiC, GaN

        (1) 실리콘 카바이드 (SiC)

            1.1) 자동차에서 고효율, 고성능 SiC 전력반도체 활용

            1.2) 최적화된 패키징 기술

            1.3) 실리콘 카바이드 전력반도체 기술동향

            1.4) 실리콘 카바이드(SiC) 전력반도체 종류

                 1.4.1) 실리콘 카바이드 다이오드

                        a) 쇼트키 배리어 다이오드(SBD, Schottky Barrier Diode)

                        b) 정션 배리어 쇼트키(JBS, Junction Barrier Schottky)

                        c) 핀 다이오드(PiN diode)

                 1.4.2) 실리콘 카바이드 모스펫

            1.5) 실리콘 카바이드 소자의 친환경 전기차 응용현황

            1.6) 관련사례- 현대모비스

        (2) 질화갈륨(갈륨나이드, GaN)

            2.1) 성능

            2.2) 응용시장 현황

    4) 전력반도체 국내외 밸류체인

        (1) 국내 밸류체인

        (2) 국외 밸류체인

3. 시스템 반도체

    1) 개요

        (1) 개념

        (2) 응용 분야

        (3) 특성

        (4) 밸류체인

    2) 국내외 산업 및 정책 추진동향

        (1) 국내

            1.1) 기술수준 및 경쟁력

                 1.1.1) 기술수준

                 1.1.2) SWOT 분석

            1.2) 시장규모 및 전망

            1.3) 수출 및 시장전망

            1.4) 주요 플레이어 현황

        (2) 국외

            2.1) 시장규모 및 전망

                 2.1.1) 글로벌 시장규모 및 전망

                 2.1.2) 품목별 시장규모 및 전망

                 2.1.3) 국가별 시장 점유율 현황

            2.2) 주요국 정책 추진동향

                 2.2.1) 미국

                 2.2.2) EU

                 2.2.3) 일본

                 2.2.4) 중국

                 2.2.5) 대만

            2.3) 경쟁구도 변화 및 M&A 동향

                 2.3.1) 경쟁구도 변화

                 2.3.2) 주요 기업 M&A 동향

    3) 국내외 정책추진 현황

        (1) 국내

            1.1) 지원정책 추진동향

                 1.1.1) 개요

                 1.1.2) 향후 계획

                 1.1.3) 핵심 추진내용

                        a) 팹리스

                           a-1) 5대 전략분야 집중

                           a-2) 공공수요 창출

                           a-3) 5G와 연계

                           a-4) 원스톱 지원체계 구축

                           a-5) 수요별 맞춤형 지원

                        b) 파운드리

                        c) 상생협력

                        d) 인력

                        e) 기술

        (2) 국외

            2.1) 주요국 정책 추진동향

                 2.1.1) 미국

                 2.1.2) EU

                 2.1.3) 일본

                 2.1.4) 중국

                 2.1.5) 대만

            2.2) 기술발전 방향 및 특허동향 분석

                 2.2.1) 기술발전 방향

                 2.2.2) 특허동향 분석

                        a) 특허출원 동향

                        b) 기술시장 성장단계

                        c) 주요 출원인 및 주력기술

Ⅲ. 차량용 반도체 국내외 관련업체 현황

1. 차량용 반도체 관련 기업현황

    1) 텔레칩스

        (1) 사업 개요    

        (2) 기업 현황    

        (3) 차량용 반도체 MCU 개발, 상용화 추진

        (4) 주요 제품    

    2) 아이에이

        (1) 기업 개요    

        (2) 사업 현황    

            2.1) 트리노테크놀로지

        (3) 주요 제품    

        (4) 매출 및 판매전략

            4.1) 매출현황

            4.2) 판매 전략

    3) 유니퀘스트

        (1) 기업 개요    

        (2) 사업 현황    

    4) 유니트론텍

        (1) 기업 개요    

        (2) 사업 현황    

        (3) 주요 제품    

            3.1) 반도체

                 3.1.1) DRAM

                 3.1.2) MLC NAND Flash

                 3.1.3) SLC NAND Flash

                 3.1.4) NOR Flash

                 3.1.5) SSD

                 3.1.6) FRAM

                 3.1.7) MCU

                 3.1.8) Analog IC

                 3.1.9) AP(Application Processor)

                 3.1.10) GNSS (Global Navigation Satellite System) Solution

                 3.1.11) Cellular Module

                 3.1.12) Short Range (Wi-Fi &Bluetooth) Module

            3.2) 디스플레이

        (4) 매출 현황

            4.1) 매출실적

            4.2) 주요 국가별 매출현황

    5) 테크윙

        (1) 기업 개요    

        (2) 사업 현황    

            2.1) 주력 제품

                 2.1.1) 반도체 테스트 핸들러(메모리 + 비메모리 + Module/SSD)

                 2.1.2) 번인(검사) 장비

                 2.1.3) 부품 및 주변장치

            2.2) 품목별 매출비중

            2.3) 판매전략

    6) 해성디에스

        (1) 기업 개요    

        (2) 사업 현황    

        (3) 주요 제품

            3.1) 반도체 Substrate

            3.2) 그래핀

        (4) 매출 현황    

    7) 아모텍

        (1) 기업 개요    

        (2) 사업 현황    

            2.1) 향후 추진 예정 사업 - MLCC (Multilayer Ceramic Capacitors)

        (3) 주요 제품    

        (4) 매출 현황    

    8) 칩스앤미디어    

        (1) 기업 개요    

        (2) 사업 현황    

        (3) 주요 제품    

        (4) 매출 및 판매전략

            4.1) 매출 현황

            4.2) 판매 전략

                 4.2.1) 지역별 영업 전략

                 4.2.2) 프로모션 전략

                 4.2.3) IP 파트너 전략

2. 국내외 차량용 반도체 공급망

    1) 국내 차량용 반도체 공급망

    2) 해외 차량용 반도체 공급망

        (1) 기존 차량용 반도체 업체

            1.1) 차량용 반도체 업체현황

            1.2) 국가별 업체현황

                 1.2.1) 네덜란드-NXP

                 1.2.2) 독일-인피니언

                 1.2.3) 일본-르네사스

                 1.2.4) 미국-텍사스 인스트루먼트(TI)

                 1.2.5) 스위스-ST마이크로일렉트로닉스

             1.3) 분야별 생산업체

        (2) 신규 진입 업체

            2.1) 신규 진입한 차량용 반도체 업체현황

                 2.1.1) 애플

                 2.1.2) 퀼컴

                 2.1.3) 엔비디아    

                 2.1.4) 테슬라

            2.2) M&A 현황

Ⅳ. 차세대 반도체 산업의 시장동향과 핵심 기술별 시장분석    

1. 글로벌 산업 생태계 분석

    1) 국내외 시장동향

        (1) 국내

            1.1) 차세대 반도체 시장규모 추이

            1.2) 반도체 제조 장비 시장규모 및 전망    

                 1.2.1) 제조장비 시장전망

                        a) 제조장비 시장규모

                        b) 전처리 공정 장비별 시장규모

                        c) 후처리 공정 장비별 시장규모

                 1.2.2) 검사장비 시장전망

                 1.2.3) 증착장비 시장전망

                 1.2.4) 식각장비 시장전망

        (2) 국외

            2.1) 차세대 반도체 시장규모 추이

            2.2) 반도체 제조 장비 시장규모 및 전망

                 2.2.1) 반도체 제조장비 시장전망

                        a) 제조장비 시장규모

                        b) 전처리 공정 장비별 시장규모

                        c) 후처리 공정 장비별 시장규모

                        d) 지역별 시장규모

    2) 산업 생태계 현황 및 전망

        (1) 기업 현황    

        (2) R&D 투자현황

        (3) 국내외 Fab 현황

            3.1) 국내

            3.2) 국외

    3) 국내외 대표 기업 M&A 전략

        (1) 국내

            1.1) 삼성전자

            1.2) SK하이닉스

        (2) 국외

            2.1) Qualcomm

                 2.1.1) 비즈니스 모델

                 2.1.2) 주요 인수현황

                 2.1.3) 인수 및 투자전망

            2.2) Intel

            2.3) Broadcom

        (3) 주요 플레이어 동향

            3.1) 글로벌 Top 15 기업

            3.2) 국내외 플레이어 현황

    4) 국내외 정책 및 표준동향

        (1) 정책동향

            1.1) 국내

            1.2) 국외

        (2) 표준동향

            2.1) 국내

            2.2) 국외

2. 차세대 반도체 핵심 기술별 시장분석

    1) 핵심 기술별 시장동향 및 전망

        (1) 빅데이터(Big Data)

            1.1) 서버용 반도체 수요 급증

            1.2) 머신러닝과 인메모리 컴퓨팅

            1.3) 국내 기업동향

                 1.3.1) 삼성전자

                 1.3.2) SK하이닉스

        (2) 인공지능(AI)

            2.1) AI 혁명: GPU

            2.2) 기술현황

            2.3) 업계 흐름

        (3) 사물인터넷(IoT)

            3.1) 글로벌 시장전망

            3.2) 메모리 vs. 비메모리

            3.3) 수요 전망

                 3.3.1) 수요 증가 전망

                 3.3.2) 반도체 웨이퍼 투입량 전망

            3.4) 업계 전망

        (4) 자동차(Automotive)

            4.1) 차량용 반도체 개요

                 4.1.1) 개념

                 4.1.2) 신뢰성 기준

            4.2) 산업 생태계 현황

            4.3) 글로벌 시장전망

            4.4) 자율주행과 반도체

            4.5) 비메모리 전망

            4.6) 국내 기술수준

                 4.6.1) 기업 역량

                 4.6.2) 협력 관계

                 4.6.3) R&D 역량

                 4.6.4) 인력 및 생태계

            4.7) 국내외 R&D 동향

                 4.7.1) 국내 기업 R&D 투자동향

                 4.7.2) 해외 선도 기업현황

                 4.7.3) 반도체 파운드리 업체현황

            4.8) 업계 전망

        (5) VR/AR

    2) 부가가치 요소

        (1) 개요

        (2) 부문별 부가가치 요소

            2.1) 차세대 메모리

            2.2) 후공정

            2.3) One Chip Solution

    3) 중장기 수요 방향성

3. 반도체 패러다임의 변화 및 전략

    1) 경쟁 구조의 변화

        (1) 분업화 구조 붕괴

        (2) 승자독식구조(Winner Takes All)

        (3) 생산 및 연구비용의 급증

    2) 코로나19로 인한 산업변화

        (1) 수요/공급 측면의 변화

            1.1) 수요

                 1.1.1) 시나리오 전망

                 1.1.2) 서버 수요전망

                 1.1.3) 모바일 수요전망

                 1.1.4) 컨슈머 수요전망

            1.2) 공급

        (2) 대응전략 및 방안

    3) 차세대 시스템반도체 AI칩 개발 경쟁

        (1) 개념

        (2) 시장전망

        (3) 경쟁현황    

    4) 5G 시대 반도체 산업 기회

        (1) 산업 개요    

            1.1) 5G 디바이스 확산과 반도체 산업

            1.2) 5G스마트폰 반도체 구성 및 현황

        (2) 5G용 반도체 시장전망

            2.1) 5G 통신칩 시장규모

            2.2) 5G 스마트폰용 반도체 시장전망

        (3) 5G 반도체 개발동향

            3.1) 주요 기업별 개발동향

                 3.1.1) 퀄컴

                 3.1.2) 삼성전자    

                 3.1.3) 화웨이

                 3.1.4) 미디어텍

            3.2) 업체 점유율 전망

    5) 패러다임 변화에 따른 대응전략

        (1) 팹 스케일링과 클러스터링 전략

        (2) 기술 생태계 구축 강화

        (3) 적극적인 M&A를 통한 기술 융합