2016년 6월 16일 목요일

방열부재,열전도성필러,방열회로기판 - 세계 방열부재 시장에 관한 조사결과(2016년) / 야노경제연구소

세계 방열부재 시장에 관한 조사결과(2016년)
-다양한 애플리케이션에서 방열 니즈 확대, 그 중에서도 자동차용 성장에 기대 집중-

 
자료체재】
자료명 : 「2016년판 방열부재시장의 현상과 장래전망
발간일 : 2016년 5월 26일
체  재 : A4판 160page
【조사요강】
야노경제연구소에서는 다음의 조사요강으로 세계 방열부재 시장의 장래수요에 관해서 조사했다.

1. 조사기간:2015년 12월~2016년 5월
2. 조사대상 방열부재:열전도성 필러(알루미나, 질화붕소, 질화알루미늄 등)
                                   Thermal Interface Material(방열시트, 페이즈 체인지 시트 등)
                                  방열회로기판(알루미늄 기판, 알루미나 기판, 질화알루미늄 기판, 질화규소 기판)
3. 조사대상기업:방열부재 메이커, 모듈 메이커 등
4. 조사방법:당사 전문연구원의 직접면담, 전화•e-mail을 통한 청취 및 문헌조사 병용

<방열부재시장 용어정의> 
  전자기기는 소형화 및 고정밀화, 고성능화가 진전되고 있으며, 전자부품에서 발생하는 열처리가 중요한 과제가 되고 있다. 기기 내부에서 발생한 열은 전열•대류•방사•환기(물체이동에 의한 열수송)에 의해 여러 가지 경로를 거쳐 최종적으로는 모두 외기로 방출된다.
  본 조사에서의 방열부재시장은 케이스에 열전도를 담당하는 Thermal Interface Material(이하 TIM) 및 방열회로기판 또는 TIM에 방열성을 부여하는 열전도성 필러를 대상으로 메이커 판매수량 기준으로 산출했다.
【조사결과 서머리】
◆ 2015년 세계 열전도성 필러 시장규모는 8,377t으로 추계, 2020년은 10,882t 예측
  2015년 세계 열전도성 필러 시장규모(메이커 판매수량 기준)는 8,377t이었다. 이러한 열전도성 필러는 방열시트 및 페이즈 체인지 시트, 그리스, 방열겔, 접착제 등의 TIM으로 사용되고 있다. 열전도성 필러의 수요는 향후에도 각 애플리케이션 시장의 성장 및 각 애플리케이션에서의 TIM 수요에 힘입어 증가 추세이며, 2020년 시장규모는 10,882t으로 예측된다.

◆ 2015년 세계 방열시트 시장규모는 3,726천㎡, 페이즈 체인지 시트는 510천㎡으로 추계
   2020년 세계 방열시트 시장규모는 4,356천㎡, 페이즈 체인지 시트는 횡보 추이 예측
  2015년 세계 방열시트 시장규모(메이커 판매수량 기준)는 3,726천㎡, 페이즈 체인지 시트는 510천㎡이었다. 방열시트의 주요 수요처는 민생기기용 30%, 자동차용 35%, 산업기기용 35%로 추계했다. 각 분야에서의 방열 니즈 증가로 인해 사용 개소가 늘어나고 있다. 2020년 세계 방열시트 시장은 4,356천㎡으로 증가할 것으로 예측되지만, 세계 페이즈 체인지 시트 시장은 방열시트와 그리스의 중간제품이라는 특징 때문에 용도가 확산되어 있지 않아 2015년과 비슷한 횡보 추이가 예측된다.
◆ 2015년 세계 방열회로기판 시장규모는 1,894천㎡으로 추계, 2020년은 2,571천㎡ 예측
  2015년 세계 방열회로기판(알루미늄 기판, 알루미나 기판, 질화알루미늄 기판, 질화규소 기판)의 시장규모(메이커 판매수량 기준)는 1,894천㎡이었다. 이 중 알루미늄 회로기판의 구성 비율이 가장 높은 86.5%를 차지하고 있으며, 알루미늄 회로기판의 70%가 LED TV용으로 이용되고 있다. 기타 알루미늄 회로기판은 LED 조명용 및 자동차 전장품용, 파워모듈용 등으로 사용되고 있다. 알루미나 회로기판, 질화알루미늄 회로기판 및 질화규소 회로기판은 주로 파워모듈용 기판으로 이용되고 있다. 2020년 세계 방열회로기판 시장규모는 향후 민생기기용, 산업기기용, 자동차용 등에서의 수요신장에 의해 2,571천㎡으로 예측된다.

【조사결과 개요】
1. 방열부재시장 개황
  방열부재는 스마트폰 및 태블릿, 노트북 등의 모바일 기기를 비롯해 에어컨 및 냉장고 등의 인버터 제어부품, 신에너지 분야의 파워컨디셔너, 철도차량 등의 구동모터 제어부품, 휴대전화 무선기지국 등의 폭넓은 용도(애플리케이션)로 사용되고 있다.
  그 중에서도 현재 방열부재관련 메이커 각 사가 특별히 기대하고 있는 것이 자동차용이다. 자동차에서는 방열부재가 필요한 용도가 증가하는 추세로, 메이커 각 사는 자동차에서의 수요획득을 목표로 개발을 진행하고 있다. 아래에 각 시장의 동향 및 향후 예측을 정리했다.

1-1. 열전도성 필러 시장
● 2015년 세계 열전도성 필러 시장규모(메이커 판매수량 기준)는 8,377t이었다. 이러한 열전도성 필러는        방열시트, 페이즈 체인지 시트, 그리스, 방열겔, 접착제 등의 Thermal Interface Material(이하 TIM)로 사용되고 있다. 각 용도에서의 방열 니즈 증가에 따라 열전도성 필러 시장도 점진적인 성장을 하고 있다. 세라믹계 열전도성 필러로는 주로 알루미나(미립 알루미나, 구상 알루미나)가 사용되고 있으며 전체의90% 이상을 차지한다. 기타 질화붕소, 일부 질화알루미늄이 이용되고 있다.
● 애플리케이션별로 보면 민생기기용에서는 최근 몇 년 PC및 TV시장은 저조한 추세이지만, 기기의 고밀도   실장화에 따라 지금까지 사용되지 않았던 부분에서의 TIM 수요가 증가하고 있어 알루미나를 첨가한 TIM 수요가 신장하고 있다.
● 휴대전화 무선기지국용 파워앰프 가운데 소형기지국용에서는 알루미나를 첨가한 TIM 수요가, 대형기지국 용에서는 질화붕소를 첨가한 TIM 채용이 많다.
● 기타 열전도성 필러의 주요 용도로서 자동차 전장관련을 들 수 있으며, 자동차의 전장화 진전에 따라 열전도성 필러 수요도 증가 추세이다. 또한 전기자동차(이하 EV 자동차)의 생산대수 증가에 따라 LIB용 방열부재에 사용되는 열전도성 필러 수요도 호조 추이를 보이고 있다.
● 기타 산업기기용 파워모듈 용도에서는 고도의 방열효과가 요구되기 때문에 질화붕소 필러를 첨가한 TIM이 사용되고 있다.
● 질화알루미늄 필러의 판매량은 현재 10t수준이지만, 파워모듈용 절연기판을 대체하는 방열시트용 수요가 기대되고 있어 향후 수요확대가 전망된다.
● 열전도성 필러는 향후에도 각 애플리케이션 시장의 성장 및 각 애플리케이션에서의 TIM 수요에 힘입어 수요증가가 전망된다. 2020년 세계 열전도성 시장규모(메이커 판매수량 기준)는 10,882t으로 예측된다.

도표1 열전도성 필러 세계시장규모(2015년 및 2020년 예측)


야노경제연구소 추계
주1. 메이커 판매수량 기준
주2. 2020년은 예측치

1-2. Thermal Interface Material(TIM) 시장
● 2015년 세계 방열시트 시장규모(메이커 판매수량 기준)는 3,726천㎡, 페이즈 체인지 시트는 510천㎡이었다.
● 방열시트의 주요 수요처는 민생기기용 30%, 자동차용 35%, 산업기기용 35%로 추계했다. 각 애플리케이션에서의 방열 니즈 증가로 사용 개소가 늘어나고 있다.
● 애플리케이션별로 보면 민생기기용 애플리케이션 시장이 부진했지만, 기기의 고밀도 실장화에 따라 방열 니즈 수요가 증가하고 있어 TIM 수요량은 소폭 증가 추세이다.
● 자동차용에서는 ECU등의 전장화 진전에 따른 방열시트 수요 및 하이브리드 자동차(이하 HEV) 및 플러그 인 하이브리드 자동차(이하 PHEV) 대수 증가에 의한 인버터/컨버터 파워모듈용 및 LIB용 방열시트 수요가 증가 추세이다.
● 산업용도에서는 태양전지용 수요가 둔화되고 있지만, 휴대전화 무선기지국 및 기타 무선기지국 시장의 확대에 따라 파워앰프용 등에서의 수요가 증가하고 있다.
● 페이즈 체인지 시트는 방열시트와 그리스의 중간제품으로서 개발된 것으로, 상온에서는 취급이 용이한 시트상태이지만 사용온도에서는 그리스와 같은 유동성을 가진 액상으로 변화하는 상변화 재료이다. 열저항도 낮아 양쪽의 이점을 갖춘 제품이지만, 이 중간적 입지 때문에 유저에게 특징을 잘 어필하지 못해 사용용도가 그다지 확산되고 있지 않다.
● TIM는 각 애플리케이션에서의 방열 니즈 증가로 사용 개소가 늘어나고 있다. 2020년 세계 방열시트 시장(메이커 판매금액 기준)은 4,356천㎡으로 예측된다. 한편 페이즈 체인지 시트는 중간적 입지 때문에 용도가 확산되고 있지 않아 시장은 횡보 추이를 보일 것으로 예측된다.


도표2 방열시트 및 페이즈 체인지 시트 세계시장규모(2015년 및 2020년 예측) 
야노경제연구소 추계
주3. 메이커 판매수량 기준
주4. 2020년은 예측치


1-3. 방열회로기판 시장
● 2015년 세계 열회로기판(알루미늄 기판, 알루미나 기판, 질화알루미늄 기판, 질화규소 기판)의 시장규모(메이커 판매수량 기준)는 1,894천㎡이었다.
● 이 중 알루미늄 회로기판의 구성 비율이 가장 높은 86.5%를 차지하고 있으며, 알루미늄 회로기판 중 70%가 LED TV용이다. 단지 LED TV의 에지형에서 직하형으로의 구조 변화에 따라 동 용도에서의 알루미늄 회로기판의 수요량은 감소 추세이다.
● 기타 알루미늄 회로기판의 용도는 저내압~중내압의 파워모듈용 및 LED 조명용, 자동차 전장품용 등이다. 자동차 전장품용에서는 2012년경부터 고가의 세라믹 회로기판에서 알루미늄 회로기판으로의 전환이 진행되고 있어 알루미늄 회로기판의 수요가 신장해 왔다. 또한 메이커 각 사는 알루미나 회로기판에서 알루미늄 회로기판으로의 대체 가속화를 위해 개발을 진행하고 있어 한층 채용 확대가 기대된다. LED 조명용에서는 LED의 고효율화 등에 의해 보다 저가의 방열수지기판으로 대체되고 있어 큰 성장은 기대하기 어려울 것으로 보인다.
● 알루미나 회로기판은 다른 세라믹 기판과 비교해 저가이며 세라믹 기판 재료(절연기판)로서 가장 대중적이다. 주요 용도(애플리케이션)는 범용 인버터 및 기타 산업기기, 자동차 전장품 관련 등의 저내압~중내압 영역 파워모듈기판으로 이용되고 있다. 알루미늄 회로기판으로 전환된 부분이 있지만, 자동차에 탑재되는 전장부품 수의 증가와 집약화에 의해 기존 수지제 및 금속 베이스 방열기판으로는 대응이 어려워져 세라믹 베이스 방열기판에 대한 수요도 증가하는 추세이다.
● 질화알루미늄은 알루미나와 비교해 약 7배 높은 열전도성을 가지며, 철도차량 등의 구동모터 제어부품 등의 전철용, 자동차용, 산업기기용 파워모듈기판으로 사용되고 있다. 2015년은 전철용 및 자동차 용에서의 수요감소에 의해 시장이 축소됐다. 특히 자동차 인버터 모듈 설계변경에 따른 수요감소 영향이 커서, 질화알루미늄 회로기판 메이커는 수요가 신장하고 있는 질화규소 회로기판 개발을 진행하고 있다.
● 질화규소는 대부분 백판 상태로 자동차용도에서 사용되며, 회로기판으로 사용되는 것은 그 일부이다. 질화규소 회로기판은 주로 자동차 및 산업용 파워모듈기판으로 사용되며, 질화알루미늄 회로기판의 대체 및 파워모듈 SiC화에 따른 수요신장이 기대되고 있다.
● 세계 방열회로기판 시장은 민생기기용, 산업기기용도, 자동차용 등에서의 수요신장에 의해 2020년 시장규모(메이커 판매수량 기준)는 2,571천㎡으로 예측된다.
도표3 방열회로기판 세계시장규모 추이(2015년 및 2020년 예측)


 야노경제연구소 추계
주5. 메이커 판매수량 기준
주6. 2020년은 예측치
주7. 반올림으로 일부 합계치 다름

2. 주목해야 할 동향~용도별 개요와 애플리케이션 시장 동향
▷ 데스크톱 PC및 노트북, 태블릿, 스마트폰 등의 민생기기에서는 대부분이 수지제 기판이며, 방열부재로서는 TIM 사용이 중심이다. 2015년부터 2020년에 걸쳐 데스크톱 PC시장은 감소 추세, 노트북(컨버터블, 세퍼레이트 포함) 및 태블릿 시장은 소폭 증가 추세, 스마트폰 시장은 안정적인 확대가 전망된다. 각 기기의 고밀도 실장화에 따라 방열 니즈가 증가하고 있어 TIM및 열전도성 필러 수요도 한층 늘어날 전망이다.
▷ LED TV및 조명기구, 자동차용 헤드램프 등 LED 관련 제품에서는 TIM및 알루미늄 기판이 사용되고 있다. LED TV시장은 완만한 성장 추세이지만, 에지형에서 직하형으로의 구조 변화에 따라 에지형에서 사용해 온 알루미늄 기판의 수요가 감소 추세이다. LED 조명용은 LED의 고효율화 등에 의해 보다 저가의 방열수지기판으로 대체되고 있어, 알루미늄 기판으로서는 큰 성장을 기대하기 어렵다고 보인다. 자동차용 LED 헤드램프의 현재 탑재율은 10%이하라고 보는데, 탑재율 증가에 따른 방열부재의 수요증가가 기대된다.
▷ 자동차용에서는 ECU등의 전장화 진전에 따라 TIM 및 알루미늄 기판, 알루미나 기판의 수요가 증가 추세이다. ECU용에서는 자동차 1대당 탑재 개수 증가에 따라 탑재 개소가 엔진 부근이 되는 등, 방열시트 자체에도 내열성을 요구하게 되었다. 기타 자동차용 수요에서는 EV시장의 성장에 따라 LIB에서의 TIM 수요가 증가하는 추세이다.
▷ 휴대전화 무선기지국 용도에서는 소형기지국용으로는 알루미나를 첨가한 TIM 수요가, 대형기지국용으로는 질화붕소를 첨가한 TIM 수요가 호조 추이를 보이고 있다.
▷ 에어컨 및 냉장고, 기타 일반산업용 인버터 제어부품(파워모듈)용에서는 알루미나 기판 및 각종 TIM이 이용되고 있다. 향후에도 세계적으로 이러한 기기의 인버터화율 상승이 전망되므로 수요는 신장 추세로 보인다.
▷ HEV및 EV자동차의 판매대수 증가에 따른 인버터/컨버터의 파워모듈용 수요에서는 질화알루미늄 기판 및 질화규소 기판, TIM이 이용되고 있다. 최근에는 자동차에서의 설계변경에 의해 질화알루미늄 기판의 수요가 감소하고 있어, 질화알루미늄 회로기판 메이커는 자동차 이외 용도에 주력 및 수요가 신장하고 있는 질화규소 기판 개발을 진행하고 있다.
▷ 태양광 등의 신에너지 분야의 파워컨디셔너 및 구동모터 제어부품 등의 전철용 산업용도에서는 2015년은 수요가 둔화되었지만 장기적으로는 향후에도 계속된 성장이 전망되므로, 알루미나 기판 및 질화규소 기판, 질화알루미늄 기판, 각종 TIM 수요는 향후에도 증가될 전망이다.

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