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MEMS 기술은 스마트폰에서 자동차, 웰니스로 계속 커간다

 

글로벌 MEMS 시장에서 ST 마이크로일렉트로닉스가 2012년에 전년보다 10% 증가한 10억 달러의 매출을 기록했다. Yole Developpement의 MEMS 시장 보고서에 따르면, 2012년에 처음으로 ST가 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems; 미세전자기계시스템) 마켓에서 단독 1위업체에 올랐으며, 더욱이 2위 업체인 보쉬와도 1억 5천만 달러 이상 격차를 벌렸다.

글로벌 반도체 인더스트리 마켓이 2% 감소세인 것과 비교해서, MEMS 인더스트리 마켓은 2011년에 비해 10%의 높은 성장세를 보이며 110억 달러까지 성장했다. 선두 30개 MEMS 업체가 전체 월드 MEMS 시장의 75%를 차지한 것으로 나타났다.

Yole 리포트, ST와 보쉬가 TI와 HP를 제쳤다
2011년 ST는 디지털 마이크로미러 선두업체인 TI(텍사스 인스트루먼트)와 함께 공동 선두를 달렸다. 2012년에는 ST가 큰 성장가도를 달렸으며, 보쉬 또한 14% 성장해 8억 4천 2백만 달러의 MEMS 매출을 달성했다. TI 및 HP는 이들에게 선두자리를 빼앗기고 처음으로 선두그룹에서 밀려났다.

ST와 보쉬(로버트 보쉬)는 스마트폰과 태블릿의 손쉬운 통합을 위한 싱글 패키지상에서의 콤비네이션 센서와 같은 컨수머 제품 라인을 확장했다. ST와 보쉬 및 다른 관성 센서 업체들은 가속도 센서 및 자이로스코프의 판매가격이 20~30%나 하락했음에도 불구하고 강력한 매출 성장을 보였다.

라우런트 로빈(Raurent Robin) Yole의 MEMS 애널리스트는 “ST는 2102년에 13억 MEMS 디바이스를 생산했다. 이는 58%나 성장한 것이다. 파운드리 부문을 제외하고도 이는 하루에 4백만 유니트가 생산되는 것이다.”고 말했다. ST의 10억 달러 매출에는 2억 달러에 달하는 HP에 공급되는 잉크젯 프린터 헤드의 파운드리 분야가 포함된 것이다.

인벤센스(InvenSense)는 가격 하락에도 불구하고 2011년 18위에서 상승해서 2012년 14위에 랭크됐다. 2011년 1억 4천 4백 달러에서 2012년 1억 8천 7백억 달러로 매출을 늘렸다. MURATA는 2011년 30위에서 2012년 16위로 올랐다. 2012년초에 VTI 테크노롤지스의 인수로 인한 성과를 포함하여 1억 7천 9백만 달러 매출을 기록했다.

빅4 MEMS 메이커와 다른 업체들과의 커다란 격차는 컨수머 및 오토모티브 마켓에서의 MEMS 센서의 강력한 요구에서도 찾아진다. 빅4 업체에 이어 놀즈(Knowles)는 HP에서의 MEMS 마이크로폰 매출에 힘입어 20% 이상의 성장세를 보이며 4억 4천만 달러의 매출을 달성했다. 그 뒤를 바싹 뒤따라서 파나소닉(Panasonic)과 덴소(Denso)가 그들의 전통적으로 거대한 오토모티브 시장을 기반으로 각각 3억 5천만 달러의 매출을 넘어섰다.

중국의 e-마이크로폰 전문업체인 AAC는 처음으로 세계에서 MEMS 마이크로폰 매출 최대 업체에 올랐다. 2012년에는 90%나 급증한 6천 5백만 달러 매출을 기록했다. AAC는 아이폰의 2번째 공급업체로까지 성장했다.

인벤센스(InvenSense)는 관성 센서분야에서 30% 성장했으며, 트라이퀸트(Triquint)는 BAW 필터를 통해 20%의 매출 성장을 이룩했다. 반면에 전통적인 MEMS 마켓인 프로젝터용 마이크로미러와 잉크젯 헤드 분야는 시장 성숙과 둔화에 접어들었다. 특히 잉크젯 마켓은 교체용 헤드에서 고정 헤드 기술로 변화함에 따라서 시장의 축소가 불가피해졌다.

IHS 리포트, 보쉬와 ST가 공동 선두 달린다
IHS에 따르면, 2012년 MEMS 시장은 보쉬와 ST가 공동 1위 자리를 차지한 것으로 나타났다. HIS는 잉크젯 프린터 헤드를 위한 파운드리 분야를 매출에서 제외시키고 시장 규모를 설정했다.

전체 시장규모에서 중복되는 분야를 제거하기 위해 파운드리 분야를 제외시킨 것이다. 이들 기업들은 지난해 각각 8억 달러 가까이 매출을 올렸다. 이들 두 업체는 각각 7억 9천 3백만 달러를 기록했다고 IHS는 밝혔다.

두 회사는 유로 및 미국 달러 매출에서 매 분기 적용 환율을 서로 다르게 적용하고 있으며, 더구나 전체 규모도 1% 미만의 격차를 보이고 있어 정확히 누가 승자인지 단언할 수 없었다고 IHS는 밝혔다. 그러나 Yole의 시장 분석과 마찬가지로 2억 달러에 달하는 ST의 프린터 헤드 파운드리를 MEMS 매출에 포함시킬 경우, ST가 독보적인 MEMS 1위 업체임에는 변함 없어 보인다.

제레미 부초드(Jeremie Bouchaud) IHS의 MEMS 및 센서 부문 수석 애널리스트는 “수십억 달러를 보이고 있는 MEMS 시장에서 경쟁사들은 아주 치열하다.”고 밝히고, “시장에서의 최고자리를 위한 전쟁보다 더 격렬한 라이벌은 없다. 보쉬와 ST와의 전쟁은 2012년에는 무승부로 끝났다.”고 말했다.

TOP 20 MEMS 제조사는 전체 MEMS 시장인 83억 달러 시장의 77%를 차지했다. 여기에는 팹리스와 파운드리를 통한 이중 계산을 제외하기 위해서 파운드리 매출을 제외시켰다. 이는 HP와 Lexmark 잉크젯 프린터 헤드를 위한 ST 및 TI의 MEMS 파운드리 매출이 제외 됐음을 의미한다. 무엇보다도 보쉬, ST, TI, HP 등 4개 선두업체들이 6억 7천만 달러 ~ 8억 달러를 기록하며 선두그룹을 형성하고 있다.

보쉬는 2011년도에는 TI와 HP에 이어서 3위에 머물렀다. 그러나 지난해 오토모티브 MEMS 비즈니스에서 5%의 성장을 이룩하는 등 전체적으로 8%의 고성장을 이룩했다. 오토모티브 MEMS 비즈니스는 전체 매출의 82%까지 확장됐다.

보쉬 오토모티브 MEMS 비즈니스는 전체 오토모티브 마켓의 27%를 점하는 독보적인 업체이기도 하다. 또한 컨수머 및 모바일 MEMS가 17%의 고성장을 보였으며, 핸드셋용 압력센서 성장도 상당했다. 이에 반해서 가속도센서 및 마이크로폰 분야는 다소 감소했다. 특히 미주지역에서 불리한 달러 환율로 인해 다소 영향을 받았다.

ST마이크로일렉트로닉스는 2011년에 4위에 머물러 있었다. 견고한 컨수머와 모바일 비즈니스가 MEMS의 주요 매출분야가 되었다. 경쟁사인 보쉬가 자동차에 집중하는 동안 ST는 모바일과 컨수머 MEMS 분야에서 전체 시장의 32%를 점하며 선두를 달렸다.

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또한 ST는 2012년에 오토모티브 분야에서 1천 5백만 달러의 매출을 기록하며 성공적인 오토모티브 시장 가도를 달렸다. 전년도에는 1천만 달러 매출의 미미한 매출에 그쳤었다. 가속도 센서 및 자이로 센서가 ST의 매출에 기여하고 있으며, 보쉬와 유사한 핸드셋용 압력센서도 삼성전자 갤럭시S 3와 같은 스마트폰을 통한 출하량 급속 증가를 통해서 주목받을 만한 실적을 내고 있다.

TI(텍사스 인스트루먼트)는 지난 2011년 선두자리에서 2012년에는 3위로 밀려났다. 2012년에는 7억 5천 1백만 달러의 매출을 기록, 전년보다 3% 하락했다. DPL 칩 매출의 주요시장으로 비즈니스 및 교육용 프론트 프로젝터 시장에서 계속해서 선두를 달리고 있음에도 불구하고 시장 자체의 성장이 멈췄다.

주목할 점은 DLP 매출은 홈씨어터 및 후면 프로젝션 TV에서 감소했다. 지난해 북미지역 후면 프로젝션 TV의 마지막 남아있던 메이커였던 미쓰비시 마저 이 사업에서 철수함으로써 큰 영향을 받았다.

피코 프로젝터를 위한 DLP 매출은 예상대로 성장세가 주춤하다. 칩셋이 아직은 너무 비싸기 때문에 컨수머 및 모바일 마켓에서의 피코 프로젝터 채택이 너무 느리기 때문이기도 하다.

HP(휴렛팩커드)는 6억 7천 7백만 달러의 매출을 기록하며 4위를 차지했다. HP는 또한 잉크젯 프린터 헤드에서 10%의 매출 하락세를 보여 2011년 2위에서 또다시 하락했다. 이는 15%의 출하량 감소로 이어졌다. 또한 프린터 헤드의 기술적인 추세변화에 따라서 하락세가 이어지고 있다.

일본의 캐논은 3억 7천 7백만 달러 매출로 5위를 기록했다. 선두 그룹인 빅4 업체들과는 격차가 크게 벌어져 있다.

인벤센스(InvenSense)는 1억 8천 6백만 달러로 6위를 기록했다. 캘리포니아에 있는 인벤센스는 30% 성장했다. 가장 높은 성장률을 기록한 MEMS 업체이기도 하다. 2009년 닌텐도 위(Wii)의 모션 MEMS를 통해 처음 MEMS 시장에 진입한 업체이다.

게임 분야에 크게 의존하고 있었을 때에 인벤센스는 광범위한 비즈니스 분야의 확장을 추진했다. 현재는 핸드셋, 태블릿 분야에서도 메인 기업이 되었다. 인벤센스는 또한 가속도센서 및 자이로스코프의 4×4 밀리미터 패키지로 구성된 6축 관성 측정 유니트의 연속 생산을 개척했다.

지난해 콤보센서는 전체 기업 매출의 절반을 차지했다. 지금은 단지 3×3밀리미터의 3축 마그네틱 센서를 탑재한 9축 관성 측정 유니트를 생산하고 있다.

HIS 아이서플라이는 또한 오토모티브와 무선 애플리케이션 분야에서 압력센서가 시장을 주도할 것이라고 분석했다. MEMS 압력센서 시장은 지난해 2012년 15억 달러에서 11% 성장해 올해에는 17억 달러를 넘어설 것으로 예상된다. 또한 꾸준한 성장세가 이어져 오는 2017년에는 25억 달러에 육박할 전망이다.

리차드 딕슨(Richard Dixon) 박사는(IHS의 MEMS 및 센서 수석 애널리스트) “압력 센서의 핵심은 오토모티브 세이프티에 있다”고 말했다. 그는 또한 “타이어 압력 모니터링과 제동 시스템에서 압력센서는 지배적인 위치를 점하고 있으며, 오토모티브 세그먼트가 가장 큰 시장으로 남게 됐다.”고 밝혔다.

반면에 무선 시장도 가장 큰 성장세를 보이는 시장으로 주목받는다. 모바일 핸드셋이 주도하는 무선 애플리케이션에서는 올해 90%라는 가장 큰 성장폭을 그리게 될 것이라는 분석이다. 압력 센서의 또다른 중요한 시장은 의료기기, 인더스트리, 백색가전 및 국방/우주분야가 될 것이다.

오토모티브, MEMS의 새로운 시장으로 뜨다
오토모티브 분야 MEMS 시장은 독일 보쉬사가 독주하고 있다. 뒤를 이어 일본 덴소(Denso)가 차지하고 있다.

IHS 아이서플라이는 독일 자동차 메이커에 대한 공급을 기반으로 보쉬는 지난해 2012년 4.5% 성장한 6억 2천 5백만 달러의 매출을 기록했다. 이는 보쉬의 최대 경쟁사 대비 2배 이상의 매출규모이기도 하다. 2위 업체인 일본 덴소는 약 2억 달러를 기록했으며, 그 뒤를 이어 4개업체가 1억 달러 안팎을 기록했다.

자동차용 MEMS 시장은 전체 Top 10 업체가 총 21억 달러의 시장을 형성했다. 이는 2011년 20억 달러에서 5.7% 성장한 수치이다. 또한 Top 10 업체가 글로벌 오토모티브 MEMS 전체 시장인 23억 달러의 94%를 점유한다.

보쉬와 덴소에 이어서 10위권에 있는 업체로는 일본의 파나소닉과 무라타(Murata), 독일의 인피니언과 실리콘 마이크로스트럭처, 그리고 미국의 SENSATA 테크놀로지스, 프리스케일, 아날로그 디바이스(ADI), Delphi 일렉트로닉스가 있다.

보쉬는 오토모티브 압력 센서 분야에서도 선두자리를 지키고 있다. 범용의 Fuel Rail 및 가솔린 다이렉트 인젝션 시스템과 같은 고압 애플리케이션 분야 뿐만 아니라, MAP(Manifold Absolute Pressure) 센서 및 BAP(Barometric Absolute Pressure) 센서와 같은 저압 애플리케이션 분야 MEMS에서도 1위 자리를 달리고 있다.

ESC(Electronic Stability Control)와 같은 안전 장치 분야에서도 보쉬는 큰 성장을 보이고 있다. 가속도, 자이로스코프, 압력센서 분야에서 선두를 달리고 있다. ESC 시스템에서 보쉬는 Murata에 이어 2번째 큰 공급업체이다.

오토모티브 MEMS 시장은 보쉬의 뒤를 이어 덴소가 2위 업체를 차지했다. 지난해 3.4% 성장한 덴소는 절반 이상을 일본 자동차 메이커 도요타에서 올린다. 최근들어 고객사들을 확장중이다. 덴소는 차량용 HVAC 시스템용 MEMS 센서분야에서는 1위 자리를 지키고 있다. 또한 2012년 큰 성장세를 보인 에어백용 가속도 센서에서 선두업체이다.

파나소닉은 오토모티브 MEMS의 3위 업체에 올랐다. 2012년에 전년대비 2.8% 성장한 2억 8백만 달러 매출을 기록했다. 대부분의 매출을 일본 자동차 메이커의 차량용 자이로스코프에서 올리고 있다.

경쟁사와 비교하여 좁은 제품군을 가지는 특징이 있다. 파나소닉은 인-대시 내비게이션 자이로스코프에서 선두기업이다. ESC용 세이프티 애플리케이션에서의 자이로스코프에서 보쉬와 비슷한 매출을 올리고 있다.

미국 Sensata 테크놀로지스는 2억 달러를 기록 4위에 올랐다. 전년보다 5.3% 늘어난 수치를 보였다. 5위에 오른 프리스케일은 전년보다 4.0% 성장해 1억 9천 9백만 달러 매출을 기록했다. Sensata는 고압 애플리케이션에서 선두자리를 차지했으며, 프리스케일은 위성이용 에어백 기속도 센서에서 선두기업이다.

무라타(Murata)는 23.1%라는 가장 큰 폭의 성장세를 보였다. 1억 2천 7백만 달러의 매출로 오토모티브 MEMS 분야에서 8위를 차지했다. 또한 ESC 가속도센서 및 콤보센서에서 강력한 모습을 보여주고 있다. 실리콘 마이크로스트럭처도 주목된다. 2012년에 전년대비 11.6%의 성장을 통해 4천 5백만 달러의 매출을 올려 10위에 올랐다.

아날로그 디바이스(ADI)는 9% 성장한 1억 7천 5백만 달러로 6위에 올랐다. 인피니언은 8.5% 성장해 1억 5천 1백만 달러로 7위를 달렸다. Delphi는 에어백 센싱 선두업체로 2012년에 2.2% 매출성장을 보이며 6천 3백만 달러 매출을 올렸다.

MEMS 마이크로폰, 아이폰향 중국 업체 부상이 주목
지난해 2012년 MEMS 마이크로폰은 애플 아이폰, 아이패드에서 민감한 디바이스로 성장했다. 전체 시장을 아이폰과 아이패드가 주도하는 추세가 됐다.

글로벌 주요 12개 MEMS 마이크로폰 공급자중에서 애플에 연결된 업체가 중요한 Top4가 되었다. 이분야는 미국 Knowles 일렉트로닉스가 1위를 차지했다. 중국 AAC는 2위를 차지했다.

미국 아날로그 디바이스는 3위를 차지했으며, 또 다른 중국업체 Goertek가 4위를 나타냈다. 이들 4개 기업이 지난해의 전체 MEMS 마이크로폰 시장 5억 8천 3백만 달러의 88%에 해당하는 5억 1천 3백만 달러를 담당했다.

인피니언도 지난해 주목받았다. 실리콘에 기반한 유일한 기업으로 부상했다. 전통적인 전기 콘덴서 마이크로폰(ECM) 업체들을 위한 애플리케이션 사양의 IC를 채용한 MEMS 마이크로폰 다이를 개발 판매했다. 현재는 독자적인 브랜드로까지 성장시켰다. 인피니언의 주요 고객으로는 AAC, Goertek를 비롯하여 일본 Hosiden(6위), 한국 BSE(7위) 등의 MEMS 마이크로폰 전문업체들이 있다.

MEMS 마이크로폰은 모바일 디바이스에서 소리는 선명하게 하고 노이즈는 잡아주는 것을 통해 MEMS 분야에서 가장 촉망받는 분야가 되었다. 애플의 시리(Siri)와 같이 음성 명령을 수행할 때에도 필요한 핵심 기술들을 제공한다.

또한 스마트폰 단말기에서의 마이크로폰 채용 수량의 증가도 시장 전망을 밝게 한다. 2010~2011년에 미드레인지 및 하이엔드 스마트폰에서 2개의 마이크로폰 채용이 이루어졌다. 이제는 애플 아이폰5에서 고화질 비디오 레코딩을 위해서 뒷면에 채용한 마이크로폰 디바이스가 출시된 이후로 3개의 마이크로폰 채용이 빠르게 업계의 표준으로 자리잡아가고 있다.

MEMS 마켓 2012

소음 억제 및 음성명령 기능들도 손 제스처 명령에 대한 초음파 전송기와 같은 멀티 마이크로폰에 대한 태블릿 및 울트라북에서의 채용으로 인해 시장성장을 보이고 있다.

MEMS 마이크로폰은 핸드셋으로부터 헤드셋, 게임, 카메라, TV, 보청기 등의 다른 중요한 응용분야에서도 광범위한 사용이 기대된다.

놀즈(Knowles)는 지난해 2억 9천 1천만 달러로 MEMS 마이크로폰 시장을 지배하고 있다. 전체 시장의 절반을 차지한다. 그러나 가장 광범위한 포트폴리오를 가졌음에도 2011년에 비해서 11%의 매출 하락을 보였다.

애플과의 거래량 하락으로 인해 시장을 경쟁사에 빼앗겼다. 놀즈는 아직까지 아이패드 미니의 최대 공급자이긴 하지만, 아이폰의 MEMS 마이크로폰에서는 AAC에 이어 2번째 기업으로 하락했다.

2위와 4위를 차지한 업체는 중국에서 나왔다. AAC와 Goertek는 중국의 ECM 공급업체로서 인피니언의 MEMS 다이 기술에 대부분을 의존하고 있다는 유사함을 가졌다. AAC는 아이폰과 아이패드3의 최대 공급자로, 지난해 9천 8백만 달러 매출을 기록했다.

GoerTek는 아이폰 헤드셋에서 4천 6백만 달러의 매출을 보이며 헤드셋 분야 선두자리를 보였다. 애플은 이 두 분야에서 가장 큰 고객이다. 이들 두 기업 모두 2012년 MEMS 마이크로폰 매출의 40% 이상을 애플에 공급했다.

3위를 기록한 아날로그 디바이스(ADI)는 지난해 약 7천 8백만 달러를 기록했다. 아이폰5 및 아이패드의 써드 마이크로폰에 대한 유일한 공급업체이기도 하다. ADI는 고성능 부품에 초점을 맞추고 다른 경쟁사보다 비싼 가격에 성공적인 공급망을 형성하고 있다.

5위는 ST가 차지했다. ST는 2010년까지는 MEMS 마이크로폰 시장에 없었다. 그러나 2012년에는 6천만 달러의 MEMS 마이크로폰 유니트 매출을 올렸다. MEMS 다이를 인피니언으로부터 공급받는 AAC 및 Goertek와 달리 ST는 일본 오므론(Omron)으로부터 공급받는다.

이를 통해 고성능 신호 잡음비를 실현한 고성능 MEMS 마이크로폰을 생산한다. ST에게는 노키아가 최대 고객이며, HTC, 아마존 킨들 태블릿에도 공급되고 있다. 또한 HP, DELL, Lenovo, Asus와 같은 노트북 업체들도 ST의 고객이다.

HOSIDEN은 애플이 아니라 닌텐도 휴대용 게임기와 소니 핸드셋을 통해 매출을 올리고 있다. 한국의 BSE는 삼성과 LG의 스마트폰에 MEMS 마이크로폰을 공급한다. 보쉬는 HP와 DELL 노트북에 대한 MEMS 마이크로폰의 주요 공급사이다. 영국 울프슨은 MS 태블릿에 지난해말부터 공급을 시작했다.

이들 업체 이외에 중국의 신생업체들이 MEMS 마이크로폰 분야에서 주목받고 있다. 여기에는 신생기업인 NeoMEMS 및 MEMSensing 뿐만 아니라 Gettop, XingGang, Kingstate와 같은 ECM 업체들도 있다. 또한 신규 시장 진입 업체로는 독일 TDK-EPC, 대만 Solid State System, 일본 라디오(Japan Radio) 등이 있다.

한편 일본 파나소닉은 2007년에 야마하에 제한적으로 MEMS 마이크로폰을 공급했다. 그러나 높은 비용부담을 감수해야 했다. 이후 파나소닉은 2011년에 새로운 제품 공급을 계획한다고 발표했으나 실질적으로 파나소닉은 MEMS 마이크로폰 시장을 완전히 포기한 것으로 분석된다. ©

아이씨엔 매거진 2013년 07월호

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