시스템2020, 갈 길 먼 국내 시스템 반도체 산업

전체 반도체 시장 매출 70%나 한국 점유율은 3~4%에 불과

우수 설계 인력 확보 필수


반도체 분야 중에서 국내 대기업들이 가장 고전을 면치 못하는 곳이 바로 시스템 반도체 분야다. 국내 대표적인 반도체 기업인 삼성전자와 SK하이닉스가 반도체 시장에서 고속 성장을 할 수 있었던 분야가 바로 메모리 반도체 분야이기 때문이다.


두 업체는 메모리 반도체 분야의 성공을 바탕으로 비메모리 반도체에서 ‘생산’의 영역인 파운드리(Foundry) 산업까지 영역을 확대했다. 파운드리는 반도체에서 중요한 ‘설계’를 제외했기 때문에, 메모리 반도체의 생산 노하우를 십분 발휘할 수 있기 때문이다.


하지만, 그와는 별개로 시스템 반도체의 설계 영역에서는 국내 기업들의 영향력이 미비한 수준이다. 그나마 삼성전자가 직접 설계하는 엑시노스 SoC(Syste on Chip)의 경우, 점유율이 높은 자사의 모바일 기기에 탑재되고 있다. 현재 국내에는 150여개의 팹리스가 있지만 대부분 중소·영세업체들이다.

시스템 반도체, 전체 반도체 시장 매출 70%


시스템 반도체(파운드리 포함)는 전체 반도체 시장 매출의 70%를 차지한다. 지난해 세계반도체시장통계기구(WSTS)는 2018년 기준 메모리 시장 규모는 1568억 달러(약 179조 원), 비메모리 시장은 2337억 달러(약 266조 원)로 전망했다. 하지만 전 세계 시스템 반도체 시장에서 한국의 점유율은 3~4%에 불과하다.


현재 정부는 시스템반도체 개발을 위해 대규모 지원을 계획하고 있다. 산업통상자원부와 과학기술정보통신부는 공동으로 1조 5000억원 규모의 지능형 반도체 R&D 예비타당성 조사를 신청했다. 기획재정부는 ‘2019년 경제정책방향’에서 지능형 반도체 R&D에 300억원의 예산을 반영했다.

CPU 등 컴퓨터의 두되를 담당


시스템 반도체는 정보를 저장하는 메모리 반도체와 달리 컴퓨터의 CPU처럼 데이터를 분석, 계산, 처리하는 비메모리 반도체를 뜻한다. 사람 명령에 따라 IT 제품의 동작을 조절하거나, 사람의 명령이 없더라도 스스로 IT 제품을 유지하고 관리해 준다. 컴퓨터의 ‘두뇌’라고도 말할 수 있다.


시스템 반도체는 IT 제품의 전원 공급, 스마트폰과 TV 화면, 냉장고와 세탁기 등의 제어, 센서를 통한 인식 등 다양한 분야에서 사용된다. 최근에는 인공지능(AI), 자율주행, 사물인터넷(IoT), 스마트 팩토리, 가상현실(VR) 등의 새로운 기술을 구현하는 데 필요한 핵심적인 부품으로 주목받고 있다.


시스템 반도체는 ▲마이크로컴포넌트 ▲로직 IC ▲아날로그 IC ▲주문형반도체(ASIC) 등으로 나뉜다. 마이크로컴포넌트는 대부분 알고있는 CPU와 초소형 제품에 들어가는 MPU, MCU가 포함된다. 로직 IC는 논리회로로 구성된 반도체를 말한다. 모바일 AP가 대표적이다.

시스템 반도체, 우수 설계 인력 확보 필수...기술 진입장벽 높아


규격화된 메모리 반도체는 하나의 기업이 설계에서 제품 생산까지 모두 수행하는 IDM(Integrated Device Manufacturer, 종합 반도체 기업)이 효율적이다. 시스템 반도체는 수요자의 요구나 제품이 다양하기 때문에 공정별로 특화된 기업에 의한 분업화에 적합한 제품이다. 중소·벤처기업 입장에는 메모리보다 시스템 반도체 산업에 진입하는 것이 상대적으로 유리하다.


하지만 전 세계 시장에서 인적·물적 자원이 풍부한 IDM이나 팹리스 대기업과 경쟁하는 것은 거의 불가능하다. 고도의 기술력과 창의적인 아이디어를 보유한 핵심 기술 인력이 기업의 경쟁력을 좌우하는 대표적인 기술집약적 산업이기 때문이다. 시스템 반도체 설계를 위해서는 고도의 공학적 전문지식이 필수적이므로 기술적 진입장벽이 높다는 단점이 있다. 수학·물리학·화학 등 기초과학이나 컴퓨터 과학에 대한 이해와 전자회로 이론·통신이론·신호처리이론 등 다양한 공학적 지식이 필요하다.

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