1. 반도체 공급망에서 지배적인 두 가지 비즈니스 모델
두 가지 비즈니스 모델은 통합 장치 제조업체(IDM) 모델과 팹리스 주조 공장 모델이다. IDM 모델에서 IDM이라는 동일한 회사가 세 가지 생산 단계를 모두 수행한다. 특수 사업 부문으로서, 소위 IDM 주조 공장은 자체 IC 반도체를 제조하는 것 외에도 주조 공장 서비스를 제공한다. IDM 주조 공장의 예로는 Infineon, Intel 및 Samsung이 있다.
팹리스 주조 공장 모델에서 각 단계는 서로 다른 회사에서 수행됩니다. 팹리스 회사들은 칩을 설계하고 판매하지만, 순수 플레이 주조 공장에서 제조 서비스를 구입하고, "외주 반도체 조립 및 테스트"(OSAT) 회사에서 조립, 테스트 및 포장 서비스를 구입한다. "Pureplay" 주조 공장은 자체 설계한 IC 제품을 상당량 제공하지 않지만 다른 회사를 위한 IC 제조에 주력하는 회사다. 그 예로는 Global Foundries와 TSMC가 있다.
반도체 글로벌 공급망 개념은 DARPA가 주도하는 영향력이 큰 미국 정부 연구 이니셔티브에서 비롯된 포괄적 분업에 기반을 두고 있다. 이 계획은 1978년에 시작된 소위 "대규모 통합"(VLSI) 프로젝트이다. 목표 중 하나는 더 통합된 디지털 제품을 가능하게 하는 것이었다. 이후 10년 동안 반도체 생산은 부분적으로 인도-태평양 지역으로 옮겨졌고, 그 결과 오늘날의 정교한 공급망이 형성되었다. 2020년, 모든 비즈니스 모델과 공급망에서, 미국은 여전히 40% 이상의 시장 점유율로 한국(약 20%)을 앞서는 지배적인 공급국이었다. 중국의 시장 점유율은 최근 몇 년간 크게 증가해 10% 안팎이다. 이미 2021년 10%에 가까운 점유율로 일본과 유럽을 추월했을 가능성이 높다. 대만의 점유율은 7% 미만이다.
2. 많은 종류의 반도체
세계 반도체 무역 통계(WSTS)의 용어를 사용하여 다양한 유형의 반도체를 분류한다. 센서나 광전자 같은 다소 단순한 부품들이 있다. 일반적으로, 이것들은 부가가치가 별로 없는 상품들이다. 그럼에도 불구하고, 그것들은 현실 세계와 디지털 세계 사이의 인터페이스를 나타내기 때문에 필수적이다. 그것들은 압력, 움직임 또는 빛을 측정하며 오늘날의 스마트폰에 특히 중요하다. 최초의 휴대전화는 가속도계와 근접 센서를 가지고 있었다. 그러나 현대의 것들은 얼굴 잠금 해제, 얼굴 인식, 기압계, 자이로스코프, 주변 조준 센서, 자력계와 같은 센서들로 채워져 있다. 이산 칩은 회로 기판에 배선되어 있으며 종종 전류 부하를 처리하는 단일 다이오드, 저항기, 파워 트랜지스터와 같은 간단한 전자 부품이다.
흔히 칩이라고 불리는 것은 WSTS 분류에서 "집적 회로"이다. 디지털 3종과 아날로그 1종 등 4종류가 구분된다. 아날로그 칩은 집적회로의 실제 아날로그 신호를 처리하거나 디지털 출력을 아날로그 출력 신호로 변환한다. 예를 들어 수신기 및 라인 드라이버와 같은 증폭기 및 인터페이스가 포함됩니다. 디지털 논리 기능을 위한 마이크로프로세서 및 마이크로컨트롤러를 마이크로라고 한다. 메모리 칩은 정보를 저장한다. 마이크로프로세서, 즉 중앙처리장치(CPU)나 마이크로컨트롤러에서 계산을 수행하는 마이크로칩, 마지막으로 가장 진보된 반도체를 로직 칩이라고 한다. 매출액 기준으로 메모리칩이 전 세계 매출의 약 28%, 로직 칩이 27%를 차지한다. 각 칩 유형은 크기와 성능이 크게 다르다. 오늘날 생산되는 대부분의 트랜지스터의 크기는 10 ~ 22 나노미터이다. 가장 현대적인 것은 10 nm 이하의 로직 칩으로, 주로 현대의 컴퓨터와 휴대폰에 사용된다. 단순한 전자회로에 사용되는 레거시 아날로그 및 광전자 부품은 최대 300 nm의 크기를 가지고 있다. 미국 상무부의 최근 출판물 8에서 알 수 있듯이, 고급 세그먼트가 아닌 40~250nm 크기의 표준 로직, 아날로그 및 광전자 칩에서 병목 현상이 우세하다.
