문재인 대통령 시스템 반도체 비전 선포식, 삼성 이재용 반도체 133조원 투자

4차 산업혁명시대를 맞아 반도체 수요가 PC, 모바일에서 자동차, 로봇, 에너지, 바이오 등 전체 산업으로 확산되면서 시스템 반도체 수요가 증가하고 있습니다. 반도체는 컴퓨터나 스마트폰의 데이터 처리, TV의 화면과 냉장고의 온도, 세탁기의 작동을 제어하고, 자동차의 연료 공급부터 시동, 가속 페달과 안전벨트의 작동까지 감지하며, 각종 센서를 통한 전후방 위치 인식도 담당하는 등 그 사용 범위가 무궁무진할 정도로 광범위하게 사용되고 있습니다.

그러나 한국 기업은 메모리 반도체에 편중되어 있고 미국이 압도적 시장점유율 1위(70%)를 차지한 가운데 대만, 중국 등이 빠르게 성장하고 있어, 자칫 골든타임을 놓칠 경우 국내수요시장도 해외 메이커들이 차지할 가능성이 있습니다. 자율주행차, 로봇, IoT가전 등 유망 미래 산업도 우수한 시스템반도체 제품이 양산되어야 경쟁력을 확보할 수 있습니다.

▶시스템 반도체란?
반도체는 수행하는 기능에 따라 크게 ➊정보를 저장할 수 있는 메모리반도체와 ➋정보 저장 없이 연산이나 제어기능을 하는 비메모리 반도체(시스템반도체)로 나눌 수 있습니다.

메모리 반도체 기능은 컴퓨터에 사용되는 DRAM(메모리)으로 알려진 정보를 기록하고 저장해둔 정보를 읽거나 내용을바꿔 다시 넣을 수 있는 데이터의 기억과 저장을 하는 반도체입니다. 시스템 반도체 기능은 데이터의 전기, 전자 신호 및 데이터의 연산, 제어, 변환, 가공 등 폭넓은 역할을 수행하는 반도체입니다.

▶시스템 반도체 산업의 유형
반도체 산업의 생산업체는 제조 공정에 따라 나누며 설계➡ 제조➡ 패키징➡ 테스트 단계로 구성되고 하나의 기업이 모든 과정을 수행할 경우 종합반도체 기업(IDM, Integrated Device Manufacturer)이라 부릅니다. IDM 기업으로는 삼성, 인텔 등이 있습니다.

또한 각 단계별로 특정 기능만 담당하는 기업들이 존재하는데 반도체 생산시설(Fab) 없이 설계, 개발을 수행하는 ➊설계전문기업(Fabless), ➋생산제조기업(Foundry),➌IP개발업체(Chipless)등의 전공정(Front End Process)업체와 후공정(Back End Process)의 어셈블리 및 테스트 전문업체가 있습니다.

➊팹리스(Fabless): 미국 기업이 시장 주도, 중국은 내수 기반 추격 중
팹리스는 반도체 생산설비가 없는 설계전문업체로서 원가가 대부분 연구개발비와 인건비로 구성되어 있으며 전 세계 반도체 매출액 상위기업 15개 중 4개(Qualcomm, Broadcom, MediaTek, AMD)가 팹리스 기업입니다.

2018년 기준 세계시장 팹리스 시장규모는 약 850억불이며 국가별 팹리스 시장 점유율은 미국 63%, 대만 18%, 중국 9%, 유럽 3%, 한국 1%로 매출액 기준 세계 10대 팹리스 기업 가운데 미국 업체 6개, 중국계 업체 4개이며 퀄컴, 엔비디아 등 미국 기업이 압도적인 비중을 차지하고 있습니다.

미국기업은 M&A 등을 통한 대형화로 글로벌 시장지배력 확대하고 있고 미디어텍(MediaTek),하이실리콘(HiSilicon) 등 중국계 기업은 중국내 거대 내수시장과 정부 육성정책을 기반으로 시장진출 본격화하고 있습니다. 한국의 팹리스 기업들은 대부분 영세한 규모, 낮은 영업이익률로 인해 연구, 개발에 대한 투자 여력이 절대적으로 부족한 상황이며 글로벌 상위 50위 팹리스 중 한국 기업은 실리콘웍스 단 1개입니다.

➋파운드리(Foundry): TSMC가 독보적 1위, 삼성전자 맹렬히 추격 중
팹리스에서 설계한 반도체를 위탁생산 하는 파운드리는 주문자 수요에 맞춰 반도체 생산을 담당합니다. 파운드리 산업이 안정적으로 뒷받침되어야 팹리스 업체들도 시설투자에 대한 부담 없이 연구, 개발에 투자를 집중하면서 발전이 가능합니다.

파운드리는 크게 자체설계 없이 위탁생산만을 하는 Pure-Play 파운드리와 자체설계 제품의 생산과 함께 위탁생산도 병행하는 IDM 파운드리로 나뉘며, 현재 Pure-Play 파운드리 업체가 전세계 파운드리 시장의 80% 이상을 차지하고 있습니다.

2018년 기준 파운드리 세계시장 규모는 약 710억불이며 대만 기업 1위 TSMC가 점유율 48% 를 차지하고 있고 삼성전자가 2위로 추격중입니다. 파운드리 산업은 다품종, 소량생산 확대 등 다양한 칩에 대한 수요증가로 상장세를 보이고 있습니다.

▶문재인 대통령, 시스템반도체 비전 선포식

➊ 시스템 반도체 파운드리(반도체 위탁생산) 분야 2030년까지 133조원 투자 세계 1위 도약
➋시스템 반도체 팹리스(반도체 설계·개발) 분야 시장 점유율 10% 달성 목표
➌정부 10년 동안 차세대 반도체 연구개발(R&D)에 1조원 이상 투자 27000명의 신규일자리 창출
➍대학 반도체 계약학과 신설 2030년까지 17000명의 전문인력 양성

문재인 대통령은 4월30일 경기도 화성 삼성전자 화성사업장 부품연구동에서 개최된 <시스템반도체 비전 선포식>에 참석했습니다. 시스템반도체는 정보의 연산, 제어, 변환 처리를 목적으로 제작되는 반도체입니다. 메모리 반도체가 정보의 기억과 저장을 담당한다면, 시스템반도체는 정보의 활용을 담당합니다. 우리가 쓰는 스마트폰 하나에만 시스템 반도체 50여개가 들어있습니다.

현재 메모리반도체 시장의 1.5배에 이르는 거대 시장이 바로 시스템 반도체입니다. 인공지능, IoT, 자율차 등 4차 산업혁명 기술과 접목, 고성장이 예상되는 산업이지만 한국 기업의 시장점유율은 3% 수준에 머물러있습니다.

▶문재인 대통령, 반도체 육성을 통한 종합반도체 강국 비전을 제시
"우리의 목표는 분명합니다. 메모리 반도체 분야에서는 세계 1위를 유지하는 한편, 2030년까지 시스템 반도체 파운드리 분야 세계 1위, 펩리스 분야 시장점유율 10%를 달성해 종합반도체 강국으로 도약하는 것입니다.

파운드리는 반도체 산업에서 외부 업체가 설계한 반도체 제품을 위탁 받아 생산, 공급하는 공장을 가진 전문 생산 업체를 말합니다. 팹리스는 반도체 제조 공정 중 하드웨어 소자의 설계와 판매만을 전문으로 하는 회사를 말합니다. 한국은 2030년까지 파운드리 분야 세계 1위, 펩리스 분야 시장점유율 10%를 목표로합니다"

문재인 대통령은 시스템 반도체 산업의 성공 요소로 사람과 기술에 대한 투자, 산업생태계 경쟁력을 꼽았습니다. 문재인 대통령은 반도체 분야 국가 R&D를 확대하고 2020년부터 1조원 수준의 기술개발 사업을 추진하여 차세대 반도체 원천기술을 확보해 나갈 계획을 밝혔습니다. 더불어 연구인력과 전문인력을 키울 것을 약속했습니다.

▶시스템반도체 발전전력 5대 중점 대책 발표
종합반도체 강국으로 가기 위한 5대 중점대책을 발표했습니다.
❶팹리스➡수요 창출 및 성장단계별 지원을 통해 글로벌 수준 성장 촉진
❷파운드리➡첨단시장 및 틈새시장 동시 공략으로 세계 1위 도약
❸상생협력➡팹리스-파운드리 상생협력 생태계 조성
❹민관합동 대규모 인력 양성(2030년까지 약 1.7만명 규모)
❺산업의 패러다임을 바꾸는 차세대반도체 핵심기술 확보

▶전문가, 업계, 학생 등이 시스템 반도체산업 발전을 위한 이야기 시간
프린스턴대 교수는 최적화된 AI 기술 구현을 위해 뇌 구조를 AI 기술에 접목해야 하며, AI 구현의 핵심부품인 시스템반도체 분야에서 한국이 아직 약세이나, 여러 기술적 성과를 통해 세계를 놀라게 한 잠재력이 있으므로, 또 한 번 현명한 투자를 한다면 전세계의 번영을 이끌어낼 수 있을 것이라고 강조했습니다.

이재용 삼성전자 부회장은 파운드리 세계 1위 도약을 위한 삼성의 전략을 발표하고, 팹리스 및 장비소재 업체와 상생협력 계획을 밝혔습니다. 팹리스 업체인 옵트레인의 이도영 대표는 이미지 센서 개발 성공 후 대기업에 매각하고, 바이오반도체로 진출한 경험을 설명하고, 중소기업들이 끊임없이 신시장을 개척하는 도전정신이 중요함을 강조했습니다.

KAIST 박사 과정의 박수진 학생은 대학 진학 시 부모님의 의대 권유에도 불구하고 세상을 혁신적으로 바꾸는 새로운 기술을 개발하고자 반도체 전공을 선택했으며, 우리나라가 4차산업혁명 시대를 주도하기 위해서는 시스템 설계에 전문성을 갖춘 우수 인력이 많이 필요하다고 말했습니다.

현대모비스의 전병환 책임은 국내 최초로 독자 기술을 적용하여 상용차용 지능형 카메라를 개발하여 양산을 앞두고 있으며, 개발 과정에서 시스템반도체 업체와의 적극적인 협력이 있었기에 성공할 수 있었고, 앞으로도 다양한 업체와의 상생협력을 확대하겠다고 말했습니다.

오늘 행사에서는 자동차, 바이오, 가전, 에너지, 기계, 로봇 등 5대 분야 수요기업과 팹리스, 파운드리 기업 등 25개 기업과 기관이 시스템반도체 상생 협력 MOU를 체결했습니다. MOU체결로 반도체기업과 주요 수요기업이 연구개발과 사업화, 수요창출 등을 공동 추진하고, 정부는 수요연계형 기술개발을 적극 지원하게 됩니다.

행사 마지막 순서로는 EUV 공정 7나노 웨이퍼 및 칩 출하 기념식이 열렸습니다. EUV 기술은 극자외선을 이용하여 반도체 웨이퍼 회로를 더 미세하게 만드는 기술입니다. EUV(극자외선) 공정을 적용한 7나노 시스템반도체는 삼성전자가 세계 최초로 양산을 시작했으며 이를 통해 파운드리 미세화 공정에서 세계를 선도하고 있습니다.

▶문재인 대통령과 삼성 이재용 부회장 EUV동 건설 현장 방문
시스템 반도체 비전식 행사 후 문재인 대통령은 삼성전자 EUV동 건설현장을 방문해 공정 진행 상황과 향후 투자 계획에 대한 설명을 듣고 현장 직원을 격려했습니다. EUV동은 2019년 10월15일 완공을 앞두고 있습니다.

정은승 삼성전자 사장은 문재인 대통령에게 "6년 전부터 우리 엔지니어들과 튜닝하고 튜닝해서 우리의 피땀 같이 들어간 설비입니다"라고 소개하며 시스템 반도체 세계 최고를 향한 도전 결코 멈추지 않겠다고 전했습니다.

▶삼성전자, 반도체 분야 2030년까지 133조원 투자
삼성전자는 2030년까지 시스템 반도체 분야 연구개발 및 생산시설 확충에 133조원을 투자하고, 전문인력 1만5천명을 채용합니다. 메모리 반도체 뿐만 아니라 시스템 반도체 분야에서도 글로벌 1위를 달성하겠다는 시스템 반도체 비전을 달성하기 위한 것입니다.

삼성전자는 시스템 반도체 사업 강화를 위해 2030년까지 국내 R&D 분야에 73조원, 최첨단 생산 인프라에 60조원을 투자하며 삼성전자는 향후 화성캠퍼스 신규 EUV라인을 활용해 생산량을 증대하고, 국내 신규 라인 투자도 지속 추진할 계획입니다.

삼성전자의 시스템 반도체 비전 계획이 실행되면 2030년까지 연평균 11조원의 R&D 및 시설투자가 집행되고, 생산량이 증가함에 따라 42만명의 간접 고용유발 효과가 발생할 것으로 예상됩니다.

▶삼성전자, 국내 중소 반도체 기업과 상생협력
지금까지 국내 중소 팰리스 기업은 다품종 소량생산이 특징인 시스템 반도체 분야에 수준 높은 파운드리 서비스를 활용하는데 어려움이 있었습니다. 이에 삼성전자는 국내 팹리스 업체를 지원하는 등 상생협력을 통해 국내 중소 팹리스 업체들이 개발기간을 단축할 수 있도록 인터페이스IP, 아날로그 IP, 시큐리티 IP 등 삼성전자가 개발한 IP(Intellectual Property, 설계자산)를 지원합니다.

또한, 보다 효과적으로 제품을 개발할 수 있도록 삼성전자가 개발한 설계, 불량 분석 툴 및 소프트웨어 등도 지원할 계획이며 반도체 위탁생산 물량 기준도 완화해, 국내 중소 팹리스업체의 소량제품 생산을 적극적으로 지원할 계획입니다.