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ABF 기판 부족, 아지노모토ABF - 반도체 품귀현상, PS5, XBOX

by 청년실업자 2021. 2. 7.

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소니가 지난해 11월 출시한 게임기인 '플레이스테이션5'는 이전 시리즈부터 꾸준히 사랑받아온 제품입니다.


하지만 어떤 이유때문인지 돈이 있어도 살 수 없는 상황에 이르렀는데요.


이러한 상황이 지속되자 결국 중고거래가격마저 상승했습니다.


'플레이스테이션5'(PS5, 블루레이 디스크드라이브 포함 모델)의 공식 판매가격은 62만8000원입니다.


하지만 현재 중고나라 등에선 78~80만원선에 거래되고 있는데요.


공급이 부족해 신제품을 사고 싶어도 못 사기 때문입니다.


그나마 작년 12월(약 100만원)보다 가격이 내려간 것이라고 하는데요.


같은 시기 출시된 마이크로소프트(MS)의 게임기 '엑스박스(XBOX)' 상황도 비슷합니다.


X모델 기준 출시가는 59만8000원인데 현재 80만원대에 거래되고 있습니다.

xbox / ps5

>>> 엑스박스와 플레이스테이션의 품귀의 원인은??



엑스박스와 플레이스테이션의 품귀의 원인은 바로 AMD의 CPU와 GPU 부족 현상입니다.


PS5와 XBOX엔 공통점이 있는데요.


연산을 담당하는 반도체 CPU(중앙처리장치)와 그래픽을 담당하는 반도체인 GPU(그래픽처리장치) 모두 미국 AMD의 제품을 쓴다는 것입니다.


PS5와 XBOX 수량이 부족한 건 AMD의 CPU와 GPU 공급이 원활하지 않아서인데요.


AMD는 '반도체 설계'만 전문으로 하는 '팹리스'기업입니다.


그렇기때문에 AMD는 생산시설이 따로 존재하지 않습니다.

AMD

그래서 칩 생산을 고객사 주문을 받아 반도체를 만드는 게 주특기인 대만의 파운드리(반도체 수탁생산)업체 TSMC에 맡기게 되죠.


TSMC는 세계 1위(올해 시장점유율 전망치 54%) 파운드리업체입니다.


지난해 하반기부터 스마트폰, TV, 자동차 등의 수요가 커지면서 전 세계 팹리스들의 주문이 몰리고 있는 양상인데요.

TSMC

AMD도 애플과 함께 TSMC의 큰 고객이지만, '원하는 만큼' TSMC의 생산 라인을 독차지할 수 없습니다.


그래서 CPU와 GPU가 수요만큼 공급되지 않고 있고 이 칩들이 탑재되는 PS5나 XBOX 물량도 부족한 것입니다.


이는 전 세계적인 현상인데요.


AMD 대표는 최근 인터뷰에서 "CPU와 GPU 공급 부족이 올해 하반기까지 계속될 것"이라며 "신형 게임 콘솔에 가장 큰 영향을 줄 것"이라고 밝힌 바 있습니다.

아지노모토

>>> 지금 주문해도 '1년' 걸리는 CPU용 반도체 부품(ABF 기판), ABF 기판이 뭘까?



최근엔 AMD의 CPU와 GPU가 부족한 원인이 'TSMC의 생산 캐파 부족' 때문만은 아니라는 분석이 나오고 있는데요.


'ABF(Ajinomoto Build-up Film) 기판(substrate)' 부족에 대한 얘기가 나오고 있습니다.


ABF 기판은 간단하게 말하면 AMD의 CPU와 GPU를 PS5나 XBOX 같은 전자기기에 붙일 때 필요한 반도체 부품입니다.


회로가 복잡한 반도체와 상대적으로 단순한 전자기기의 기판을 연결해 전자가 잘 흐를 수 있게 하는 역할을 하는데요.


ABF 기판은 반도체와 전자기기를 연결하는 여러 층의 미세 회로로 구성됩니다.

아지노모토가 개발한 반도체용 마이크로 필름 ABF

발열과 회로 간 간섭이 발생할 수 있기 때문에 ABF라고 불리는 '절연소재'(전기가 통하지 않는 소재)가 중요한 역할을 하는 것입니다.


ABF는 온도 변화에 따른 팽창 및 수축에 저항하는 내구성이 높고 단단하기 때문에 나노미터(nm) 단위의 반도체와 밀리미터(mm) 단위 메인 기판을 연결하는 '기판'의 재질로 사용하기에 이상적이란 평가가 있는데요.


레이저 가공 및 직접 구리도금이 가능해 CPU나 GPU 같은 초미세 반도체의 패키징(전자기기에 붙일 수 있게 만드는 공정)에 사용됩니다.


초미세공정에서 생산되는 CPU 및 GPU엔 ABF 기판이 필수적이라고 한다.

>>> ABF 기판으로 패키징한 반도체 당분간은 품귀현상 유지될 것



대만의 난야PCB와 유니마이크론 등이 전 세계 ABF 기판 시장을 주도하고 있고 한국의 삼성전기와 대덕전자 등도 제품을 만드는 것으로 알려졌습니다.


문제는 난야PCB나 유니마이크론의 수율(전체 생산품에서 양품이 차지하는 비율)이 60% 수준에 불과하다는 것입니다.


이 때문에 TSMC가 AMD의 CPU와 GPU를 생산해도 ABF 기판 공급이 충분하지 않기 때문에 PS5나 XBOX의 생산을 늘릴 수 없다는 분석이 나오는 것인데요.


지금 주문해도 ABF 기판을 받는데까지 '1년'이 걸리고, 수율도 60% 수준에 그치기 때문에 PS5나 XBOX에 장착될 수 있는 AMD의 CPU나 GPU가 올해 계속 부족할 것이란 이야기입니다.

>>> 혼다시(MSG)와 ABF가 무슨 관계가 있지?



또 다른 문제점도 제기되고 있는데요.


ABF 기판의 핵심 소재인 ABF 공급 마저 충분하지 않다는 것입니다.


난야PCB, 유니마이크론 등이 ABF 기판의 원료인 ABF를 공급 받는 데 어려움을 겪고 있다는 뜻입니다.


미국 유명 반도체 업체인 '자일링스(xilinx)'의 빅터 펭 사장(CEO)을 인터뷰한 기사에서는 "자동차, 서버, 기지국 등에 사용되는 고급 칩을 패키징할 때 필수적인 'ABF' 같은 기판 재료가 부족하다"고 보도하기도 했는데요.

흥미로운 점은 ABF 기판의 핵심 재료인 'ABF'를 일본의 조미료 회사가 만든다는 것입니다.


업체 이름은 '아지노모토(Ajinomoto)'다. 아지노모토(味の素)는 '맛의 근원'이란 뜻인데요.


아지노모토 홈페이지에 따르면 1909년 '아지노모토'라는 이름의 MSG를 이케다 기쿠나에 박사가 개발했고 다시마국물과 두부를 먹다가 '뭔가 새로운 맛을 찾아야겠다'는 고민에서 제품 개발을 시작했다는 얘기가 있습니다.


대표적인 제품은 '우마미', '혼다시' 등이 있는데요.

대상 미원

한국의 대표 조미료인 '미원'도 대상그룹 창업주인 고(故) 임대홍 창업 회장이 1950년대 직접 일본에 가서 아지노모토의 생산 기술을 배우고 발전시켜 만든 제품이라고 합니다.


MSG 회사인 아지노모토가 전자재료에 대한 연구개발을 시작한 건 1970년대부터입니다.


조미료를 만드는 '화학기업'으로서의 장점을 활용하기 위해서였는데 1970년대 에폭시 수지에 아미노산 화학반응을 적용하는 기본연구를 시작했고


1990년대부터 고성능 PC, 노트북 시장이 커지면서 고급 CPU 기판에 대한 필요성이 커졌습니다.

따라서 복잡한 기판에 전기 절연성을 제공하는 새로운 물질에 대한 수요도 본격적으로 발생했는데요.


아지노모토는 반도체가 복잡해지고 미세화하면서 회로 간 간섭문제를 해결할 수 있어야했기 때문에 절연재료가 잉크 형태의 액체에서 필름으로 이동할 것으로 보았다고 합니다.


수차례 실패를 반복한 끝에 회사 이름 '아지노모토'를 딴 ABF 필름을 1998년 가을 개발에 성공했습니다.

닛케이아시안리뷰는 공급망 관계자를 인용해 "인공 지능과 5G 연결에 사용되는 칩은 많은 ABF를 소비하고 있다"며 "자동차 칩에 대한 수요가 반등하면 ABF의 공급량은 더 부족해질 수 밖에 없다"고 보도했는데요.


또 "ABF 공급 업체(아지노모토)는 이미 생산시설을 확장하고 있지만 여전히 수요를 따라갈 수 없다"고 덧붙였습니다.


언제까지 품귀현상이 유지될 지는 모르겠으나 빠른 회복은 어려울 것으로 예상됩니다.

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