반도체 장비 시장, 2031년 2200억 달러 규모로 성장… 초미세 공정이 성장의 핵심

세계 반도체 전공정 장비 시장 매출이 7나노미터 미만 초미세 공정과 첨단 패키징 확대로 2025년 1290억 달러(약 183억 9540만 원)에서 2031년 2200억 달러(약 313조 7200억 원) 규모로 폭발 성장한다.

프랑스 시장조사업체 욜 그룹은 2026년 8월 3일 보고서를 통해 이같이 분석했으며, 설비투자 부담이 커지는 한국의 삼성전자와 SK하이닉스 등 주요 제조사에는 첨단 기술 주도권 확보와 수익성 방어가 동시에 과제로 떠올랐다.


장비 시장 성장을 주도하는 주요 동력은 기술 복잡성의 증가다. 7나노미터 미만 미세 공정을 포함하는 첨단 로직 반도체 분야는 2025년 전체 웨이퍼 제조 장비 매출의 27%를 차지했다. 이 비중은 2031년 34%까지 늘어난다. 게이트올어라운드 구조와 후면 전력 공급 기술 도입, 극자외선 노광 장비 사용 확대가 성장을 이끈다.
고대역폭메모리와 칩렛 기술 발달로 첨단 패키징 장비 비중도 2025년 7%에서 2031년 9% 수준으로 오른다. 욜 그룹 클라라 그르세비치 연구원은 미세화와 3차원 적층 구조 도입이 공정 단계를 늘리고 검사 난도를 높여 장비 수요를 유발한다고 분석했다. 하이브리드 본딩과 3D 적층 기술은 결함을 불투명한 층 밑에 숨기기 때문에 광학 검사 도구 대신 더 고도화된 장비가 필요하다.

공정 기술별로는 패턴 형성 장비가 2025년 기준 전체 시장의 27%를 차지하며 시장을 끌어간다. 고해상도 극자외선 장비 도입으로 연평균 10.9% 성장해 2031년 650억 달러(약 92조 6900억 원) 규모에 도달할 전망이다. 증착 장비는 연평균 9% 이상 성장하고, 식각과 세정 장비는 연평균 8%씩 성장한다. 계측과 검사 장비는 연평균 9.6% 성장하며, 웨이퍼 본딩 장비는 비중이 1% 미만이나 연평균 10%를 넘는 가파른 성장세를 보인다.


웨이퍼 제조 장비 시장은 상위 5대 기업의 과점 구조가 견고하다. ASML, 어플라이드 머티어리얼즈, 램리서치, 도쿄일렉트론, KLA는 2025년 기준 시장 매출의 약 70%를 차지한다. 높은 기술 진입 장벽과 장기간의 장비 검증 주기가 독점 체제를 유지하는 요인이다.

중국 장비 기업들의 국산화 추격도 이어지고 있다. 중국 기업들은 증착, 식각, 화학기계적연마 분야에서 점유율을 넓히고 기술 성숙도를 높였다. 노광 장비와 계측·검사 장비 분야에서는 여전히 영향력이 낮다. 욜 그룹 파울레 뒤랭 연구원은 전 세계에 공급되는 반도체 장비 3대 중 1대가 중국으로 향하고 있다고 설명했다. 업계의 핵심 관심사는 중국의 장비 구매 여부가 아니라 중국이 첨단 장비를 스스로 조달하기까지 걸릴 기간이다.

전공정 장비 수요가 크게 급증하는 상황에서도 반도체 제조사들은 수익성 악화 위험을 경계해야 한다. 과잉 설비 투자와 공장 가동률 저하는 기업 재무 구조에 부담을 준다.

첨단 공정 전환에 따른 장비 도입 비용 상승은 반도체 제조사의 자본지출 부담을 가중시킨다. 한국 반도체 기업들은 초미세 공정 주도권을 유지하면서도 과잉 투자를 방지하는 정교한 투자 전략을 마련해야 하는 상황이다.


김주원 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com