RF 프런트 엔드 칩: 주요 구성 요소 및 애플리케이션
RF 프런트엔드 칩에는 전력 증폭기(PA), 필터, 듀플렉서 또는 멀티플렉서, 저잡음 증폭기(LNA), 스위치, 안테나 튜닝 모듈(ASM) 등 다양한 전자 부품이 포함되어 있습니다.

5G와 같은 통신 기술의 급속한 발전으로 RF 프런트엔드 부품에 대한 수요가 급증하고 있습니다. 예측에 따르면 5G 스마트폰은 4G가 지원하는 약 40개 대역 외에 최소 50개 이상의 주파수 대역을 추가로 지원하여 2G/3G/4G/5G 네트워크에서 총 91개 이상의 주파수 대역을 지원하게 될 것으로 예상됩니다. 이러한 주파수 대역의 증가는 스마트폰에 사용되는 RF 부품의 수 증가에 해당합니다.

Yole 데이터에 따르면 글로벌 RF 프론트엔드 시장은 2019년 1조 4,152억 달러에서 2025년 1조 4,398억 달러로 성장하며 2020년부터 2025년까지 111%의 연평균 성장률(CAGR)을 기록할 것으로 전망됩니다.

빠른 산업 성장에 힘입어 수많은 국내 스타트업이 등장했습니다. 현재 중국에는 100개 이상의 RF 회사가 있으며, 각 RF 칩 부문별로 10개 또는 20개 이상의 회사가 있고 더 많은 스타트업이 시장에 진입하고 있습니다.

RF 칩 산업의 자본 유치
시장의 급속한 확장은 예리한 투자자들을 끌어모았습니다. 윤슈 캐피털의 대표 파트너이자 CEO인 가오 차오는 “2020년에는 반도체에 투자하지 않는 펀드를 찾기 힘들다”고 말합니다. 반도체 프로젝트의 장기 투자자는 약 20개 기관이었지만 지난해에는 산업 펀드, 금융 투자자, 국유 기관을 포함한 1,000개 이상의 투자 기관이 반도체를 검토하기 시작했습니다. 처음에는 다양한 분야를 검토했지만 점차 휴대폰, 웨어러블, 사물인터넷(IoT)이 상대적으로 진입 장벽이 낮고 제품 주기가 짧으며 다운스트림 시장이 크다는 사실을 깨달았습니다. 그 결과 모바일 RF, 전력 관리, TWS(True Wireless Stereo) 칩이 큰 주목을 받게 되었습니다. RF 칩의 가격은 하락한 반면, RF 칩 벤처에 대한 투자는 20%-30%로 증가했습니다.

자본의 지원으로 조순 마이크로일렉트로닉스, 웨이지에 촹신, 유니섹, 앵그리 마이크로일렉트로닉스, 후이즈웨이, 페이샹 테크놀로지, 하오다 전자, 더칭 화잉, 카이원 커뮤니케이션 등 우수한 국내 기업이 등장하여 국내 RF 프론트엔드 시장의 다양한 부문에 기여하고 있습니다.

글로벌 및 국내 시장 환경
글로벌 RF 칩 시장에서는 스카이웍스, 브로드컴, 코보, 퀄컴, 무라타 등 일본 기업이 상위권을 장악하고 있습니다. 반면 국내 제조사들은 주로 저가형 개별 부품을 생산하며 시장 점유율은 극히 일부에 불과합니다.

처음에는 국산 RF 칩이 글로벌 대기업과 경쟁할 수 있다는 희망이 있었습니다. 하지만 대기업에 도전장을 내밀기도 전에 이미 국내 RF 산업 내에서는 치열한 경쟁이 시작되었습니다.

RF 칩 산업의 수익 마진 감소
2021년에는 상반기 실적을 끌어올린 칩 부족으로 인해 과도한 주문과 재고가 쌓이면서 스마트폰 제조업체의 재고 수준이 높아졌습니다. 경쟁업체들은 판매를 늘리고 시장 점유율을 확보하기 위해 가격을 낮추면서 RF 칩 부문의 수익 마진을 압박했습니다. 그 결과 많은 국내 RF 칩 기업의 총 마진이 하락했습니다.

현재 50% 이상의 매출 총이익을 자랑하는 조선 마이크로일렉트로닉스 같은 업계 선두 기업을 제외하면, 다른 기업들은 매출 총이익이 더 낮으며 30%를 초과하는 기업은 거의 없습니다.

2022년 상반기에 조순 마이크로일렉트로닉스, 웨이지에 촹신, 마이지에 테크놀로지의 매출 총이익은 각각 52.55%, 30.49%, 18.08%를 기록했습니다. 개별 부품과 RF 모듈을 포함한 조순의 주요 사업은 53.51%와 51.21%의 총 마진을 기록했습니다. 웨이지에 촹신의 주요 제품은 PA 모듈과 수신기 모듈이며, 마이지에 테크놀로지는 전자 부품과 LCM 모듈에 주력하고 있으며 마진은 22.06%와 13.57%로 낮습니다.

페이샹 테크놀로지와 같은 일부 기업은 저가 전략을 채택하여 3년 연속 총 마진을 5% 미만으로 유지했습니다. 2019년부터 2022년까지 이들의 총 마진은 각각 4.99%, 2.74%, 3.19%, 12.95%였습니다. 4G PA 및 모듈 부문에서는 2020년 이후 마진이 1% 이하로 떨어졌습니다.

국산 RF 칩을 위한 3년간의 도전
최근 국내 WiFi FEM RF 제조업체인 산우 마이크로일렉트로닉스의 창업자 중 린(Zhong Lin)은 국내 RF 칩의 현 상황에 대해 경고를 보냈습니다. Zhong에 따르면 중국의 RF 프런트엔드 칩 시장은 현재 혼란스러운 경쟁을 겪고 있습니다. 모바일 4G PA의 가격은 $0.4까지 떨어지고, Cat.1 PA의 가격은 $0.18-$0.16까지 낮아지는 등 가격 전쟁이 치열합니다. 이에 따라 국내 Cat.1 PA 시장은 약 1억 5천만 원 규모로 축소될 것이며, 국내 6개 RF 칩 회사가 이 분야에서 경쟁하고 있으며, 더 많은 회사가 시장에 진입할 것으로 예상됩니다.

WiFi6 FEM 시장도 치열한 가격 경쟁이 벌어지고 있으며, 5.8G WiFi6 FEM 가격은 $0.17 이하로 떨어지고 WiFi5 FEM은 $0.15 이하로 떨어졌습니다. 30억 엔 규모의 국내 WiFi FEM 시장에는 약 30개의 제조업체가 경쟁하고 있습니다.

국내 RF 칩 현황
중국의 RF 프런트엔드 칩 제조업체는 주로 저가의 단일 개별 부품 또는 저집적 모듈을 생산합니다. RF 프런트엔드 부품 중에서는 RF 스위치, 저잡음 증폭기(LNA), 전력 증폭기(PA), SAW 필터, BAW 필터의 국내 생산 비율이 가장 높습니다.

RF 스위치 및 LNA: 국내 생산 비율이 더 높습니다. 조선 마이크로일렉트로닉스, 유니소크, 페이샹 테크놀로지 등 중국의 많은 제조업체에서 이러한 부품을 생산합니다. 그러나 Zosun 및 Weir Electronics와 같은 소수의 회사만이 주로 스위치와 LNA에 집중하고 있습니다.

전력 증폭기(PA): 웨이지에 촹신, 페이샹 테크놀로지, 유니소크 등 2G/3G/4G PA를 생산하는 국내 제조업체가 많지만 경쟁이 치열하고 수익성이 전반적으로 낮습니다. 최근 국내 기업들은 조순 마이크로일렉트로닉스와 웨이지에 촹신 같은 업체를 중심으로 고부가가치 5G PA 모듈로 전환하고 있습니다.

SAW 필터: 국내 SAW 필터 시장은 조순, 데칭화잉, 마이지에 테크놀로지 등의 기업이 주도하고 있지만, 해외 기업과의 기술 격차는 여전히 상당합니다.

BAW 필터: BAW 필터는 제조 공정이 복잡하고 Broadcom, Qorvo와 같은 글로벌 대기업이 특허를 보유하고 있어 장벽이 높은 시장입니다. 현재 중국 기업은 BAW 필터 부문에서 미미한 점유율을 차지하고 있습니다.

중국 RF 칩 기업의 갈림길
하나는 저가형 시장에서의 경쟁을 포기하고 다른 기업과 협력 및 합병하는 것이고, 다른 하나는 역량 있는 기업이 하이엔드 RF 칩에 집중하여 전문성을 축적하고 획기적인 기술을 개발하여 글로벌 리더에게 도전하는 것입니다.