국내
전력반도체 시장 성장성 중간 점검
레드버드
2023.09.18
★★★★★ 저자가 보유중인 기업/산업에 대한 보고서입니다 ★★★★★
도움이 될 듯해 이전 보고서에서 작성한 감수인 의견을 가져옵니다.
<이전 글: SIC 전력 반도체 시장, 폭발적인 성장 예상 (2023.05.03)>
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오렌지보드에 23년 5월 3일자 기고한 SIC 전력 반도체 시장 분석글을 읽고 오시면 더 수월하게 읽으실 수 있습니다.
최근에 단순히 SIC 전력 반도체를 넘어서 (SI+SIC+GAN)전력 반도체로 투자 방향을 바꾸었다.
SIC 한개로 이 시장을 한정하기에는 GAN 전력 반도체가 가진 시장 잠재성도 만만치 않고 기존 SI 전력 반도체 역시 그 수요가 끊임없이 올라가고 있기 떄문이다.
다양한 섹터를 공부해보았지만, 이 모든 것이 관통하는 키워드는 전력화라고 느꼈고, 그 전력화에서 전력 반도체는 핵심 of 핵심이기 때문이다.
인피니언의 IR에 사용된 그림이 참 좋다고 느꼈다.
신재생 에너지, 5G통신망, 전기차, 데이터센터, 충전소, 연료전지단까지 전력 반도체는 사용되지 않는 곳이 없다.
최근 국내 시장에서 핫했던 키워드들도 이런 것들이다.
살펴보면 AI, HBM, 변압기, 자율주행, 로봇, 신재생에너지, 2차전지, 전기차 등이 있다.
이들을 관통하는 공통 적인 점이 전기를 사용한다는 점이고 전기의 사용량이 증가하게 되면 각종 부품들에 전기의 전송속도, 효율, 내열성, 전압을 견디는 내구성이 우수한 제품이 사용된다.
이러한 점을 모두 커버할 수 있는 섹터가 바로 전력 반도체다.
다른 어떤 섹터를 가도 요즘은 전력 반도체로 결론이 향하는 것 같아서 놀라울 따름이다.
몇가지 예시를 들어보겠다.
데이터센터
데이터센터는 이전에도 핫했던 섹터고, 전력반도체가 데이터센터에도 중요하게 사용되지만 최근 더 관심가는 이유가 있다.
올해 엔비디아만큼 주가 상승 폭을 보여준 기업 중 하나인 슈퍼마이크로컴퓨터의 사업 내용을 보면 데이터센터 구축을 도와주는 사업을 영위하고 있다.
데이터센터용 서버랙/블레이드랙을 생산하는 기업인데 엔비디아나 AMD, 인텔 같은 기업으로 부터 완성된 칩을 받은 기업들이 효율적으로 데이터센터를 설계하기 위해서 슈퍼마이크로컴퓨터가 지원하는 솔루션과 하드웨어를 사용한다.
위 그림에 나오는 사람이 뽑아들고 있는 것이 블레이드랙인데 데이터센터에는 저런 블레이드랙과 서버랙이 수십/수백개 사용된다.
좀 더 쉽게 얘기하자면 구글이나, 마이크로소프트 같은 기업에서 데이터센터를 직접 설계했을 때보다 슈퍼마이크로 컴퓨터에게 데이터센터 구축을 요구했을 때 더 좋은 성능과 더 낮은 유지비(여기서 유지비는 전력 소모량과 냉각시스템을 말한다)가 구현이 가능한 것이다.
진짜 더 쉽게 얘기해보면 개인용 조립 컴퓨터에서 우리가 CPU와 그래픽카트, 메인보드를 설치하고 냉각팬을 달지 않는가? 냉각팬을 수랭식으로 할 수도 있고 공랭식으로 할 수도 있고... 이걸 개인이 할 수 있지만 일반인들에게는 컴퓨터를 조립하는 것이 어려울 수 있다.
이걸 대신해주는 사람이 개인용 컴퓨터 시장에도 있듯이, 데이터센터에서는 슈퍼마이크로컴퓨터가 이런 사업을 해주는 것이다.
슈퍼마이크로컴퓨터의 솔루션을 사용하면 더 적은 양의 물로 더 많고 높은 열을 효과적으로 통제할 수 있다.
그래서 이 기업이 엔비디아만큼 주가가 올랐고, 또 AMD와 엔비디아가 이 기업과 함께 일하고 싶어하는 것이다.
오늘 날의 데이터서버의 전력 사용량은 AI 시대에 더 많이 증가하고 있다.
23년 9월에 발간된 마이크로소프트의 FY2022 ESG 보고서에 따르면 마이크로소프트의 총 물 사용량은 FY20에서 FY21로 넘어갈 때 10% 가량 증가했지만, FY2021에서 FY2022로 넘어갈 때, 무려 34%나 증가했다.
생성형 AI 시장이 더 많은 정보를 주고받고, 그 정보는 당연히 전기 신호로 전달되며 그 과정에서 전기의 움직임이 더 많은 열을 발생시킴은 자명한 사실이다.
최근 진행된 연구에 따르면 GHAT GPT를 50번 이용할 때마다 500ML의 물이 소모된다고 한다.
이러한 상황에서 데이터센터에 들어가는 전력 반도체 시장은 더욱 커질 것이다.
특히 현재 전세계가 범용 데이터센터가 아니라 AI 데이터센터로 전환하고 있기 때문에 이러한 추세는 더욱 가속될 것이다.
전력기기(변압기)
올해 국내 시장에서 AI와 반도체 못지 않게 시세가 강하게 나오고 있는 변압기 섹터다.
효성중공업은 YTD 145%, HD현대일렉트릭은 YTD 77%
미국의 송전 인프라는 1950~1960년대에 대부분 구축된 것으로 70% 이상이 사용 연도를 25% 이상 초과한 상태로 전력 인프라의 재구축이 절실히 필요한 상황이다.
2022년 1월 바이든 행정부는 송전 인프라 확대 및 현대화를 위해 그리드 배치 사무소를 설립하여 "더 나은 그리드 건설(Buildng a Better Grid)" 사업을 추진하기 시작했다.
2022년 11월, 초당적 인프라 법안을 통해 총 130억 달러의(약 17조 원) 송전 및 전력망 업그레이드에 사상 최대 규모의 투자를 발표했다.
또한 전력 인프라에는 또 다른 호재가 터졌다.
바로 우크라이나-러시아 전쟁이 일어난 것이다.
우크라이나-러시아 전쟁으로 공급망이 큰 피해를 입었고, 트럼프 행정부 시절 다른 나라의 일자리를 미국으로 다시 들어오게 만들겠다는 리쇼어링 정책이 이제는 공급망을 미국에 두고 컨트롤하겠다는 정책으로 뒤 바뀌면서 미국과 글로벌 기업이 미국 내 증설을 대규모로 발표했다.
미국은 어마어마한 보조금, 대표적으로 칩스 정책을 통해서 이를 지원하면서 삼성전자, 인텔, TSMC, LG에너지솔루션, SK온, 현대차 등이 미국에 투자하기 시작하였고 당연히 공장을 신설-증설하면서 공장을 돌리기 위한 설비와 전력 인프라가 필요해졌다.
그래서 전력 인프라 구축이 그 무엇보다 중요한 과제로 2023년 미국에게 다가온 것이다.
그리고 이 전력인프라를 구축하는 사업에 당연히 전력반도체 역시 들어가게 된다.
이를 스마트 그리드 사업의 일부분으로 현재 보고 있는데 CAGR 20% 이상 기대되는 사업이다.
미국의 대표적인 전력 유틸리티 기업인 이튼코퍼레이션의 수주 잔고는 사상 최대치이며, 최근 계속해서 숏티지 현상으로 인해 국내 전력기기의 수출 데이터 역시 매우 좋은 상태다.
동시에 이튼코퍼레이션은 최근 데이터센터에 들어가는 전력기기 역시 숏티지 현상이 일어나고 있다는 점을 컨콜에서 언급, 20~25% 이상 이쪽 매출 성장이 매년 일어날 것이라는 기대를 보였다.
신재생에너지(풍력, 태양광)
2023년 착공을 시작한 미국의 첫 대규모 풍력 타워 공사인 Vineyard Wind1 공사를 보면 이쪽은 완전히 전력반도체 그 자체다.
풍력에너지를 생산하더라도 바람이 만들어내는 에너지를 전기로 전환하는 과정에서 전력반도체가 필요하고, 이렇게 만들어내는 전기를 저장할 때 전력반도체가 필요하며, 이를 다시 송전할 때도 전력반도체가 필요하다.
이 과정에서 일어나는 전기의 손실은 최소화하고, 그 과정에서 폭발같은 사고는 없어야 하기에 전력반도체, 특히 SIC 전력 반도체가 반드시 필요하다.
전기차 충전
전기차의 확산으로 인해 충전 인프라 구축이 무엇보다 중요하다.
하지만 충전과정에서 전기 신호가 오고가기 때문에 열이 발생하고, 충전을 빠르게 하려면 전압이 높아야 하기 때문에 전력반도체가 필요해진다.
최근 전력반도체 기업들의 컨콜을 들어보면 전기차 충전소에 필요한 반도체를 공급해달라는 완성차 기업의 요청이 있었다고 한다.
각종 산업에서의 전력반도체 성장은 초기 방향과 다르지 않다.
여전히 전력반도체 사용처의 대부분은 전기차 부품이지만 다른 사용처가 폭발적으로 증가하고 있다.
그리고 여전히 숏티지 상황이라는 점 또한 전력 반도체 시장의 성장의 의심을 거둬준다.
전력반도체에서 가장 공격적으로 투자하고 있는 울프스피드를 보면 선수금을 미리 받아 투자에 활용하며 10년 정도의 장기 공급 계약을 맺고 있다.
울프스피드는 기술이 있지만 돈이 부족한데 기업들은 전력반도체를 원하니 돈을 미리주고 자사 물량을 보장받는 형태의 계약을 선호한다.
올해 초 부터 울프스피드는 이러한 장기 공급 계약을 맺어왔고, 최근에도 일본 르네사스와 장기 공급계약을 맺으며 이 트렌드가 여전히 유효함을 보여주었다.
리스크
전력반도체 시장에서의 리스크는 공급 과잉 될 수 있다는 점이다.
수요가 어느순간 고꾸라지고, 예상되는 수요에 캐파를 늘려놓은 상황이라면 단가의 급격한 하락으로 인해 기업들이 손실을 볼 가능성이 있다.
SIC와 GAN 반도체는 기술 해자가 있지만 몇가지에 한정해서 기술해자가 높다. (이온주입 공정, SIC 웨이퍼 절삭공정)
미세공정으로 제조하지 않기 때문에 비용만 감수한다면 후발주자들이 뛰어들 수 있다.
오렌지보드에 기고한 액셀리스 테크놀로지 기업분석 글과 최근 실적 발표를 보면 여전히 중국 매출 비중이 높고, 이는 액셀리스에게는 기회지만 전체 시장으로 보면 중국의 막대한 공급 물량이 나올 가능성이 없는 것은 아니다.
중국은 특히 전기차 시장이 발달했고, 중국 자체적으로 반도체 굴기를 진행중이기 때문에 중국에게도 전력 반도체 시장은 포기할 수 없는 시장이다.
중국의 대표적인 전력 반도체 기업인 항저우실란전자를 보면 계속되는 적자로 인해 주가가 고점대비 66% 가량 하락했다.
대규모 적자를 봄에도 계속해서 투자를 하고 있는 것은 중국 정부가 가동하고 있는 반도체 펀드 덕분이다.
제조업에 한해서 중국과 경쟁하면 안된다는 사실은 과거 폴리실리콘과 디스플레이 산업에서 알 수 있다.
현재 시장 자체가 워낙 숏티지이기 때문에 중국의 증설을 전력반도체 기업들과 고객사들이 나쁘게만 보고 있지 않다.
중국의 이러한 막대한 투자는 리스크이긴 하지만, 그만큼 이 시장에 기회가 많고 성장성이 높음을 보여주는 점이기도 하다.
그런점에서 전력 반도체 시장의 성장성은 달라지지 않았고 가속화되고 있다.
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