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1 반도체산업기초분석 주대영연구위원 ( 주력산업실 ) Ⅰ. 반도체산업개관 1. 반도체의정의와분류 반도체 ( 半導體 : semiconductor) 란구리처럼전기가잘통하는도체 ( 導體 ) 와나무나돌처럼전기가통하지않는부도체 ( 不導體 ) 의중간성질을갖는물질을말함. 반도체도원래는전기가거의통하지않지만필요시빛, 열, 불순물등을가하여전기를통하게함으로써전기신호를제어하거나증폭, 기억하도록가공된전자부품의일종임. 전기를기준으로하면세상에는크게두종류의물질이있는데, 전기가통하는도체와전기가통하지않는부도체가있음. 백금, 구리등금속물질은대부분도체이고, 나무, 바위, 옷감등은부도체이고, 반도체는말그대로도체와부도체의중간특성을가진물질임. 실리콘 (Si), 게르마늄 (Ge) 등이여기에속하며, 자유전자를가진물질만전기가통하고자유전자가없는부도체는전기가안통함. 반면반도체에는평상시에자유전자가없으나, 반도체에열을가하거나특정불순물을넣으면자유전자가조금생겨나전기가통하게됨. 반도체를이용한트랜지스터가발명되기전까지는전류의흐름을조절하기위해진공관을사용했음. 게르마늄은실리콘과같은반도체의일종이지만, 현재는실리콘을대부분사용하고있음. 트랜지스터를만들기위해실리콘의순수한결정체가필요한데, 그순도는일레븐나인 (eleven nine), 즉 % 라는믿을수없을정도의초순수결정체를사용함. 트랜지스터는 1947년미국의벨연구소에서쇽클리 (W. Shockley) 가최초로발명했으나, 페어차일드회사가 1959년말에실리콘을이용한최초의

2 상업용트랜지스터를생산하기시작했음. 1958년텍사스인스트루먼츠 (TI) 사의전자공학자킬비 (J. S. Kilby) 는트랜지스터 1개, 저항기 3개, 캐패시터 1개등모두 5개의소자를하나의반도체기판위에모아놓은최초의집적회로 (IC : Integrated Circuit) 를개발했음. 그뒤트랜지스터 100여개를집적한소규모집적회로 (SSI : Small Scale Integrated circuit), 100~1000개를집적한중규모집적회로 (LSI : Large Scale Integrated circuit), 1만개정도를집적한대규모집적회로 (VLSI : Very LSI), 10 만개정도를집적한초대규모집적회로 (ULSI : Ultra LSI) 로발전했음. 오늘날최첨단 1G DRAM의경우 1 개의칩에무려 11 억 7,000만개의트랜지스터를집적시켜만든것임. < 그림 1> 실리콘웨이퍼 반도체의종류는크게정보를저장할수있는메모리반도체와정보저장없이연산이나제어기능을하는비메모리반도체 ( 논리회로소자 ) 로구분됨. 그러나반도체는부품이므로용도별, 기술별, 집적도별, 제조공정별등에따라각각분류체계를달리하고, 또한국가별로도분류를다르게나타내고있음. 예를들어우리나라는메모리반도체를주로생산하고있기때문에메모

3 리에대한분류는구체화되고있으나, 메모리가아닌반도체는모두비메모리라고칭하여우리나라에서만사용하는분류체계임. 메모리반도체는정보를기록하고저장해둔정보를읽거나내용을바꿔다시넣을수있는램 (RAM : random access memory) 과기록된정보를읽을수만있고바꿀수없는롬 (ROM : read only memory) 이있음. 롬과달리램은전원이끊기면기록해둔자료가사라지는것이특징임. 또한램에는 S램과 D램이있으며, D램은전원이켜져있는상태에서도미세한전류가계속흘러야만정보를기억할수있으나, 작은칩에많은정보를담을수있어 PC에주로사용됨. S램은전원이끊기지않는한기록된정보를유지하는특성이있음. S램은전원만들어오면정보를지속적으로저장할수있어정보처리속도가빠르고전력소모가적지만, 작게만들기가힘들어캐시메모리, 통신기기, 서버, 통신기지국장비에주로사용됨.

4 메모리 비메모리 < 표 1> 반도체의구분 중분류세분류제품설명 휘발성 (RAM) 비휘발성 (ROM) 시스템 IC D 램 S 램 주로 PC 용주기억장치에이용되며정보처리속도및그래픽처리능력에따라 SD 램, 램버스 D 램, DDR, DDR2 등이있음 소비전력이 적고 처리속도가 빠르기 때문에 컴퓨터의캐시 (cache), 전자오락기 등에 사용 V 램화상정보를기억하기위한전용메모리 Mask 롬 제조공정시고객이원하는정보를저장하며, 전자게임기의 S/W 저장용, 전자악기, 전자사전등에사용 EP 롬자외선을이용하여정보를지우거나저장 EEP 롬 ROM 의특징과입출력할수있는 RAM 의특징을겸비 Flash 메모리 마이크로컴포넌트 Logic (ASIC) Analog IC 개별소자 (discrete) 전력소모가적고고속프로그래밍및대용량저장이가능하여컴퓨터의 HDD 를대체할수있는제품으로 NOR( 코드저장 ) 형과 NAND( 데이터저장 ) 형으로구분 컴퓨터를제어하기위한핵심부품으로 Micro Processor Unit, Micro Controller Unit, Digital Signal Processor 등이있음 사용자의요구에의해설계된특정회로반도체이며, 주문형 IC 로서다품종소량생산에적합 제반신호의표현처리를연속적인신호변환에의해인식하는 IC 로서 Audio/Video, 통신용, 신호변환용으로사용 LDI LCD driver IC 로서구동또는제어에필수적인 IC Diode, 트랜지스터처럼집적회로 (IC) 와는달리개별품목으로서단일기능을갖는제품을의미하며, 이것이모여 IC 가됨 기타 O pt o( 광반도체 ), 반도체센서등 자료 : 각종자료에의해재구성 플래시메모리 (flash memory) 는 D램이나 S램과달리전원이끊긴뒤에도정보가계속남아있는반도체임. 플래시메모리를쓰면램과같이빠른속도로정보를읽고쓸수있고, 하드디스크처럼전원과무관하게정보도저장할수있음. 이러한플래시메모리는전원이꺼지더라도정보가지워지지않는비휘발성메모리로서휴대폰, 캠코더, 디지털카메라, MP3플레이어, PDA 등모바일제품에널리사용되고있음. 비메모리반도체에는 마이크로프로세서 (MPU), 마이크로컨트롤러 (MCU), 디지털신호처리 (DSP) 등 컴퓨터를 제어하는 핵심부품인 마이크로칩과 논 리소자 (Logic IC), 아날로그 IC, 개별소자 (discrete), 광반도체 및 센서 등 다양함.

5 사업형태별로살펴보면, 메모리는표준품의대량생산에필요한생산기술이경쟁력의핵심요인으로작용하고있고, 비메모리는시스템의운용에필요한설계기술이경쟁력의관건으로작용하고있음. 비메모리반도체는대부분활용분야가다양하여공급이급격히증가하더라도수요측에서이를흡수할여지가있는반면, 메모리반도체는수요가특정기기에한정되어있기때문에공급급증이수급불균형으로직결되고있음. 제품성격 사업특성 경쟁구조 자료 : 산업연구원 < 표 2> 메모리반도체와비메모리반도체의사업비교 메모리 사업 비메모리 사업 생산기술 지향 설계기술 지향 DRAM 등 표준품 ASIC 등 용도별 품목 다양성 짧은 수명주기 시스템 및 소프트웨어와의 조화 PC 시장 의존 기계의 전자화로 수요 다양 소품종 대량생산 다품종 소량생산 대규모 투자집중 추구 제품의 칩세트화 구축 공정의 극한기술 극복 시스템부문의 경쟁력 제고 대기업형 사업구조 중소벤처기업형 사업구조 선행기술개발, 시장선점 우수한 설계인력 및 IP 확보 관건 중단없는 설비투자 관건 경쟁 시스템과의 기능 경쟁 높은 위험부담 낮은 위험부담 참여업체 제한적 참여업체 다수다양 2. 반도체용도와산업의변화 반도체의용도는장난감에서부터우주항공산업에이르기까지다양하게사용되고있으며, 미래산업의키워드인산업융합화및유비쿼터스사회구축을뒷받침하는핵심요소부품으로위치하고있음. 현재반도체가이용되는분야는 PC를비롯하여 TV, DVD 등가전제품뿐만아니라통신기기, 자동차, 산업용기계, 로봇, 시계등다양한분야에걸쳐있음. 그중에서도자동차, 휴대폰등은최근에새로운시장으로부상하여각국에서개발경쟁을치열하게벌이고있음.

6 - 최근의자동차는달리는전자제품이라고할정도로많은반도체가사용되고있으며, 특히마이크로컨트롤러는일반승용차에약 30개정도, 고급승용차에약 80개나사용되고있음. 반도체기업들은자사의기술역량, 자금, 반도체경기등에따라전략적으로생산에참여하고있음. 반도체생산업체는제조공정에따라크게일관공정업체 (IDM : Integrated Device Manufacturer), 설계전문업체 (Fabless), 수탁제조업체 (Foundry), IP개발업체 (Chipless) 등의전공정 (F ron t- En d P r oce ss ) 업체와후공정 (B a ck -E nd P ro ce ss) 의어셈블리및테스트전문업체가있음. 메모리분야는대부분일관공정체제 (IDM) 이며, 비메모리분야는부가가치체인별분업화가잘이루어져있음. 특히 IP전문업체 (Chipless 비즈니스 ) 는새로운수익모델기업으로등장하고있으며, 이는반도체칩을완제품으로설계하지않고칩의아키텍처설계, 규격설정, IP개발등 R&D부문에가까운분야를특화하는기업임. - 설계전문 (Fabless) 비즈니스도고속성장하고있으며, 이는반도체칩을직접생산하지않고특정용도 IC의설계및마케팅에특화한기업임. - 또한이들기업을뒷받침하는파운드리 (Foundry) 비즈니스도활발히성장하고있음. 생산기술및생산코스트의우위성을바탕으로설계업체의위탁에의해제조만을전문하며, 대만, 한국, 중국이치열한경쟁을벌이고있음. 국가별로보면대체로일본과한국은수직계열화의종합기업들이대부분이기때문에여전히자신들이사용할반도체를생산하는설비를보유하고있으며, 미국과유럽은반도체전문업체가많은편임.

7 < 표 3 > 반도체제조공정별특성과주요기업 구분공정별사업특성주요업체 前공정 後공정 설계및장비 일관공정 (IDM) 설계전문 (Fabless) 제조전문 ( 파운드리 ) 패키지및테스트 IP 전문 (Chipless) 공정장비 자료 : 각종자료에의해정리 Intel, 삼성전자, 하이 -칩설계에서제조및테스트까지일관공닉스, Micron, TI, 정체제구축하여직접수행 STMicro, Qimonda, -메모리제조의가장성숙한모델 Infineon, Freescale, -기술력과규모의경제를통한경쟁확보 Elpida, Renesas, -거대투자의고위험고수익형태 NEC Elec -칩의설계만전문으로하는업체 Broadcom, -고위험의거대투자를회피할수있으나, Qualcomm, Marvell, 위탁제조의비용부담필요 Xilinx, Altera, -고도의시장예측이필요하며, 주문생산의 NVIDIA, ATI, 최소물량수준예측필요코어로직, 엠택비젼 -주문방식에의해칩생산만전문 TSMC, UMC, SMIC, -직접칩설계하지않고, 설계전문업체로 Chartered Semi, 부터위탁제조 IBM Micro, 동부일렉 -메모리제조는자체적으로조립하지만, 비메모리분야는다양한제품을모두패키징할수없어외부에위탁 ASE Test, Amkor, -반도체테스트는전수검사를해야하며, Siliconware Prescision, 조립업체에서수행하지만, 검사장비가고 STATS-ChipPAC 가이므로다양한칩을모두검사할수없어테스트전문업체에위탁 - 설계기술 R&D 전문 -IDM 이나 Fabless 에 IP 제공 - 칩설계용 Architecture IP, Chip 생산용 Physical IP, System IP, 일반기술 IP 등 - 반도체제조장비개발및생산 - 제조공정기술개발도주도 ARM, Rambus, Artisan, TTCom, Ceva, Applied Materials, TEL, ASML, Advantest, Nikon, 일본은마이크로컨트롤러 (MCU), 개별반도체 ( d is cre te ), 아날로그 IC 등의주요공급국가이며, 미국은여전히마이크로프로세서, DSP, 마이크로컨트롤러, ASSP, 주문형 ASIC, 아날로그 IC 등의주요생산국이고, 한국은메모리강국이고, 대만은파운드리의주요공급국

8 < 표 4> 주요국가별반도체생산과주요기업 구분한국일본대만중국미국유럽 이스라엘 Renesas, 도시바, Winbond, Intel, TI, AMD, Infineon, 일관삼성전자, NEC Elec, Nanya, Hynix- Mi cron, Freescal e, Qimonda, 공정하이닉스, Sharp, 소니, Powerchip, STS Analog Devices, STMicro, (IDM) 매그나칩마쯔시다 Promos IBM, NXP 도시바, ASMC, 파운매그나칩, TSMC, IBM Micro, X-Fab, Seiko-Epson, S M I C, 드리동부일렉 UMC Jazz Semi Tower Semi 후지쓰 Grace MCU, 메모리, 주요메모리, 개별소자, 생산 Logic, Logic, ASSP, 품 ASSP Analog 자료 : 각종자료 Logic, ASSP, 메모리, DDI 메모리, 개별소자, Logic MPU, MCU, DSP, Logic, ASSP, Analog, 메모리, 개별소자 Logic, ASSP, Analog, 개별소자, 메모리 반도체산업을둘러싼환경이급격히변화되고있으며, 각기업들은새로운성장패러다임의변화에대응하여사업구조개편, 핵심역량강화, 연구개발, 주변산업의재구축등자신의강점을재정비하고있음. 이러한반도체산업의성장여건변화는과거 90년대를메모리전성시대라면, 21세기는 SoC (System-on-a-Chip) 시대라할수있음. < 표 5> 최근 반도체산업의 생존구조 변화 메모리 시대 ( 9 0 년대 ) 시스템 I C 시대 ( 2 1세기 ) 시장구조 PC 모바일제품, 정보가전 등 공정기술 μm 0.15 μm Nano 제품수명 2 3년 수개월 경쟁구조 제조코스트, 규모의 경제 설계기술력, IP 사업구조 일관생산체제 (IDM) 수평분업체제 ( 설계, 제조, 조립, 검사 ) 자료 : 산업연구원 정리 여기서 SoC는하나의칩에시스템이필요한논리적계산, 데이터전환, 기억등의기능을모두담은반도체로서칩하나로시스템을구현하기때문에장점이매우큼. SoC 기술을이용하면시스템의크기최소화, 제조비용절감, 다양한복합기능구현등의장점이있음.

9 그러나 SoC 기술은고도의하드웨어기술은물론소프트웨어기술이복합적으로요구되기때문에반도체공정기술, 전자공학, 기계, 화학, 물리등의다양한과학기술과산업현장의경험이융합된통합적산업의성격을띠고있고, 연구개발에막대한투자가수반됨. 반도체의제조공정기술이나노기술로진행됨에따라, 기기를구성하는시스템의대부분을하나의칩으로집약하는것이가능해졌음. 따라서 SoC 를설계하는것은곧시스템의완성품을설계하는것과같게되었음. 이로인해 SoC개발에는시스템전체를바라볼수있는넓은기술적인시야와고도의시스템설계능력이요구됨. 이러한 SoC의출현은반도체산업의성장조건을크게변화시키고있으며, 또한 SoC는새로운비즈니스모델로등장하고있음. SoC ( 현재 ) ( 향후 ) < 표 6> 비메모리와메모리의비즈니스모델 목표시장제품특성투자성향개발방향고객욕구수익구조경쟁우위 디지털가전, 휴대전화, 게임기, 자동차, 네비게이터 ( 내수중심 ) ( 글로벌 ) 복합기능 ( 고객주문형 ) ( 사실상표준화지배 ) R&D 투자막대 ( 선행개발이익 ) ( 시장적기투자중요 ) 고속화, 저전력성능, 화, 대용량화 ( 다면방향 ) ( 특수기능 ) 격, 납기, 서비스 저위험, 저수익가 ( 유일가치 ) 고위험, 고수익 ( 세계최고승부 ) 시스템설계력, 고객자산, IP, 자금력 메모리반도체 PC, 휴대폰, 디카 ( 글로벌 ) 단일기능 ( 범용품 ) 대규모설비투자 ( 머니게임 ) 대용량화, 미세화 ( 단일방향 ) 가격중시 고위험, 고수익 자금력, 신속경 ( 세계최고 승영, 제조기술 부 ) ( 전문기업 ) 반도체산업의패러다임변화를살펴보면, 우선반도체시장을견인하는주력시장이기존의 PC 위주에서모바일제품과디지털가전으로급속히전환하고있음. - 예를들어메모리제품의경우모바일및정보가전제품의수요로확대되고, 시스템IC는다양한기능의복합칩 (SoC) 으로발전되고있음. 이에따른반도체의차세대제품은다양화및차별화를위한경쟁이치열해지고, 기술은미세화, 고속화, 저전력화등의경쟁이가속화되고있음.

10 기술혁신속도가나노기술의공정미세화를촉진하고있음. 설계및공정기술발전은 0.5 μm (95년) 0.2 μm (99년) 0.13 μm (2002년) 90nm (2003 년 ) 60nm(2005) 로가속화되고있음. 웨이퍼사이즈도대구경화하여 160 mm (92년) 200mm (95년) 300mm (2002년) 로진화되고있음. 메모리반도체의사업구조도커다란변화를가져오고있음. 메모리사업은계속적으로거대화되어과점화가진행되고있고, 메모리제품도 D램에서플래시메모리로점차무게중심이이동하고있음. 환경변화에따라경쟁국의반도체업계들은반도체시장의흐름을신속하게간파하고획기적인구조조정을통해시장에적극대응하고있음. 일본은메모리를과감하게버리고복합기능칩 (SoC) 육성에관민이박차를가하고있음. 대만은메모리반도체대신파운드리 ( 수탁가공생산 ) 로성공을거두고있고, 중국은세계의공장답게다국적기업들을유도하여곳곳에반도체공장을세우고있음. 시대별로반도체의기술혁신변화과정을보면, 1980년대에는 D램칩의소형화및고속화, 1990년대에는고속화기술이수요제품을선도해나갔음. 2000년대에는저소비전력화기술이이동통신등의응용제품을리드해나가고있음. 반도체기술혁신 주력제품 < 표 7> 반도체의기술혁신에따른응용제품의변화 1980년대 1990년대 2000년대 소형고집적화지향 고속화 지향 저소비전력화 지향 ( 칩의물리적인축소기술 ) ( 데이터통신기능의실현 ) ( 이동통신의장시간사용기술 ) 응용 메인프레임 PC 모바일 ( 일괄처리 방식 ) ( 분산처리 구현 ) ( 물리적인 이동 실현 ) 주요기능 중앙에집중시킨업무형태의일괄정보처리시스템 멀티미디어등의 DB 에쌍방향으로접속가능 물리적인이동중에멀티미디어등의접속가능

11 Ⅱ. 세계반도체산업의트렌드 1. 반도체산업의시장현황과전망 2006년세계반도체시장은 PC, 인터넷장비, 이동통신단말기등디지털기기의수요확대에따라 2,468억달러에이르고, 디지털시대가도입됨에따라향후성장세가지속될전망임. 세계반도체시장은성장이 2010 년까지계속될것으로예상되며, 이는북경올림픽의경제효과등을기대할수있기때문임 년이후반도체및전자산업에게요구되는것은인류와지구가공생할수있는핵심디바이스의개발이라고할수있음. 이는세계표준을구축하면서세계적인사업을전개하지않으면안될것임. 반도체의경영환경은 2010 년을경계로크게변할것임. 북경올림픽과상해만국박람회등의경제효과를기대할수있기때문에, 2010 년까지는시장의성장이예상됨. - 세계 인구는 1980~1990년에 급격히 증가했었는데, 그 때 태어난 사람이 2010 년까지의 중요한 소비자가 됨. 그러나 2010 년 이후가 되면 지구 온 난화, 에너지 문제, 환경 문제 등과 같은 인구증대에 의한 부담이 생길 것임 년이후반도체및전자산업은과거인류의생활을풍요롭게하는기간부품의개발에서인류가지구와공생할수있는핵심디바이스의개발로이행해야할것임. 실리콘사이클은일명올림픽사이클이라고도불리는데, 세계경제가발전하고세계평화의제전이개최될때에, 전자산업시장이확대되고그핵심부품인반도체산업도성장시켜왔기때문임. 중국에서북경올림픽이개최되는 2008년에반도체시장은 3,000억달러이상으로예상됨.

12 < 그림 2> 세계반도체시장증감률추이와전망 자료 : WSTS( ) 에의해 KIET 작성 2000년대하반기에들어서면세계적으로광대역통신의보편화를이루고, 이의플랫폼을반도체가제공함으로써고성장을이룩할것으로전망됨. 향후차세대반도체의유망시장은정보가전, 이동통신, 네트워크의료시스템등이수요를견인할것으로전망됨. - 특히 정보가전의 경우 디지털TV, 홈시어터, 디지털방송시스템, 네트워크 키친시스템, 안전감시시스템 등과 함께 통신분야는 휴대폰, PDA, 화상 전화, 무선온라인게임기, 네트워크의료시스템, 무선LAN 등으로 확대될 것임. 한편, 반도체의용도별수요구조를살펴보면, 반도체수요구조가다변화되면서자동차, 통신기기, 디지털가전등내구소비재를중심으로하는반도체수요는지속적으로증가전망 - 가장기본적용도인컴퓨터및서버가 40% 를차지 - 핸드폰의 BRIC 등신흥시장에서의급속한보급, 대체수요의지속적발생등으로고기능성반도체중심으로반도체수요의 25% 수준 - 평판 TV, 휴대용음향기기등디지털가전이나자동차의내비게이션시스

13 템, 컴퓨터제어기기등내구소비재를위한수요가 16% 차지 - 과거수요산업요구에의한반도체생산에서이제는특수용반도체중심으로신제품개발을통한시장창출노력이강조 반도체수요가컴퓨터이외용도로다변화됨에따라실리콘사이클의변동성이감소되는추세이지만, 시장규모의성장은뚜렷하게정체되면서기업간경쟁은격화될것이라는것이지배적전망 < 그림 3 > 반도체의용도별구성 자료 : Gartner(2006.4) 또한지역별반도체시장동향을살펴보면, 아시아 태평양 (A/P) 지역은지속적성장세를유지하고있는가운데 ( 세계시장의 45%), 반면일본 (19%), 북미 (18%), 유럽 (24%) 등기존시장규모는감소추세 반도체시장의중심이일본 (1980년대중반~1990년대초반 ) 미국 (~ 2000년 ) 아 태지역으로이동 중국을비롯한아 태시장의경우세계반도체시장에서의비중이 2001년 29% 에서 2007년 47% 로확대전망 새로운시장에대한마케팅노력의강화가필요

14 < 그림 4> 지역별반도체시장전망 3,145 3,003 2,679 2,468 2, CAGR % % 9.3%7.4% 세계시장 A/P 북미 일본유럽 3,500 3,000 2,500 2,000 1,500 1, ( 억 $) 6.4% 자료 : WSTS( ) 2. 경쟁구도의판도변화 ( 1) 국별및기업별시장점유율변화 미국에서발명되어미국의핵심산업으로서발전해온반도체산업은 년중반에일본의대미역전현상이일어났고, 다시 1993년이후에는미국의대일재역전이일어났음. 특히메모리반도체분야는 90년대들어한국의 D램생산약진으로 1998년부터대일역전현상이일어났음. 80년대일본의대미역전및 98년이후 D램분야에대한한국의대일역전은생산기술력을바탕으로지속적인설비투자를통한자본집약적장치산업의요인에의한경쟁력확보에서비롯된것으로분석됨. 이에대해 90년대미국의대일역전은설계기술력의향상과소프트웨어개발, 지적소유권에의한승리이며, 또한미일반도체무역협정도일조하였음.

15 반도체시장에서의각국별점유율을보면, 2005년반도체전체의경우미국 49.1%, 일본 22.9% 그리고한국 10.2% 에달하고있으며, DRAM의경우한국 48.1%, 미국 15.9%, 일본 8.2% 로나타났음. 특히일본의경우 80년대에세계 DRAM시장의 80% 이상을점유하였으나, 90년대들어우리나라의고속성장에뒤로밀려나기시작하였음. < 표 8> 세계반도체시장의국별점유율추이 Total (%) DRAM (%) Nand Flash (%) Korea USA Japan Korea USA Japan Korea USA Japan 자료 : Gartner 에의해 KIET 작성 아울러최근에는반도체경쟁국들이새로운변화에신속히대응하면서성장기반을재정비하고있음. 미국의경우메모리분야를재무장하고, 비메모리의지배력을강화하고있음. 일본은메모리를과감히포기하고, 시스템 IC사업통합및연대를강화하고있으며, 대규모의정부지원정책을수립하고있음. 유럽은전략적제휴를강화하면서공격적인투자를단행하고있고, 대만은끈질긴 D램사업의도전과함께중국본토에공격적으로투자하고있음. 중국은자국의거대한시장을바탕으로세계반도체생산기지화를확립하고국내외업계의대규모투자가이루어지고있음. 유럽은역내시장을바탕으로끊임없는구조조정과자구노력을통해자생력을키워왔으며, 한국은메모리의과감한투자전략으로세계시장의위치를점하게되었음.

16 < 표 9> 세계반도체업계의매출 10 위권변동추이 자료 : Gartner 에의해 KIET 작성 ( 2 ) 주요품목별시장점유율동향 일반용 반도체 일반용반도체는 M P U (M ic ro pr oce ss or Un it), M C U( M ic r o c on tr ol l er ), FPGA/PLD, 메모리, 아날로그반도체등이주요품목군을형성하고있음. 그중에서 MPU 등프로세서는소프트웨어개발능력이탁월한미국기업들의독주하고있으며, 미국제품이사실상표준 (de facto standard) 으로통용되고있음. - CPU의모든기능을하나의 chip에통합한반도체로 P C 와서버의핵심부품인 MPU는 Intel과 AMD 등미국의두기업이복점 - 핸드폰등통신장비에서디지털신호와동영상을처리하는 DSP (Digital signal processor) 는 TI(Texas Instruments) 등미국기업이압도적비중을차지

17 < 그림 5> DSP 의기업별시장점유율 자료 : Gartner(2006.4) MCU는 CPU 주변에메모리와투입 산출회로를통합한반도체로서거의모든전자제품에내장콘트롤러로서사용됨. 4~8비트제품은리모컨, 키보드, 마우스, 백색가전등에사용되고, 16~32비트제품은디지털가전, 프린터, 자동차내장전자제품등에활용되고있음. 일본기업이최대비중을차지하고있는가운데플래시메모리내장, CPU와주변장치의기능향상을둘러싼경쟁이심화될전망 < 그림 6> MCU 및 FPGA/PLD 의기업별시장점유율 MCU FPGA/PLD 자료 : Gartner(2006.4)

18 FPGA(Field programmable gate array)/pld(programmable logic devices) 는수요기업의회로디자인을허용하는반도체로개발비용절감과전력절감으로통신기기, 서버, 디지털가전에폭넓게사용 - 미국의 Xilinx, Altera 등 2개기업이 80% 이상시장을점유하고있으며강력한특허지배력으로신규진입을성공적으로억제하고있음. 이기업들은 1980년대팹리스벤처기업으로창업하여제품개발에특화하고생산은아웃소싱하여성공한사례 메모리는 DRAM의경우 1980 년대에일본기업들이주도했으나, 최근에는한국의삼성전자와하이닉스, 미국의마이크론등이지배적비중을차지 - 삼성전자는동일생산라인에서 DRAM과플래시메모리를동시에생산하여시장변동요인을완화 - 낸드플래시에는하이닉스와 ST Microelectronics가이미진입했고, Intel 과 Micron도합작투자를통해 2005년말진입 < 그림 7> Flash Memory 의기업별시장점유율 자료 : Gartner(2006.4) 아날로그반도체는프로세서나메모리와같은대부분의반도체와달리공급전압조절이나아날로그신호와디지털신호간전환을위하여이진수가아니라절대치를사용하는반도체

19 - 통신기기나디지털가전에필수적인부품이며, 외부소음이나불안정, 변화등을최소화하는것이매우중요 - 아날로그반도체생산에는첨단공정기술을필요로하지않으며고도의부정형회로디자인과정립된시뮬레이션테크닉이없는생산공정을채택하므로개별근로자의경험과전문성이중요 - 세계적으로 TI, Analog Devices, 그리고 National Semiconductor 등 TOP5가모두미국기업이며, 세계시장의 60% 를차지 - 아날로그지향기업이경험을바탕으로디지털기술을접목시키면경쟁력을지속할수있을것으로전망 < 그림 8> Analog 반도체의기업별시장점유율 자료 : Gartner(2006.4) 특수용 반도체 전제제품의성능향상으로증대되는개별화 (customization) 의요구에대응하는반도체이며, 고도의집적이필요하므로상대적으로개발시간과비용이많이소요 단일수요기업에공급하는 ASIC을가급적다수의인터페이스와표준에대한호환성 (compatibility) 을확보하여 ASSP를구현함. 당초 ASIC으로개발된제품이점차표준화과정을거쳐 ASSP로진화하므로 ASSP시장

20 이상대적으로급속하게성장 ASIC시장에서는미국, 일본기업들 5개정도의기업이절반이상의시장을점유하고있으나 ASSP의경우대기업의점유율은낮아지면서다수의기업으로시장이더분산되는모습 < 그림 9 > A SIC 반도체의기업별시장점유율 자료 : Gartner(2006.4) < 그림 10 > A SSP 반도체의기업별시장점유율 자료 : Gartner(2006.4) 대표적인특수용반도체라할수있는시스템반도체 ( SoC; Sys t em on Chi p) 는메모리와로직에하나이상의 ARM, MIPS, DSP 등컴퓨터엔진이나그래픽엔진을집적한 ASIC 또는 ASSP 반도체로정의

21 시스템반도체는전자제품의크기를줄이고성능을개선하며전력소비와비용을절감시키는장점이있어디지털가전과이동통신기기에채택될차세대반도체로부상 시스템반도체의가치는내장 IP의품질에의존하며, 이에따라다수의반도체제조기업들이시스템반도체에대한 R&D 투자에치중하고있음. 3. 반도체산업의구조조정동향 최근들어반도체업계는핵심사업분야의특화를통한전문화육성방향으로추진되고있음. 따라서많은기업들은분사화를통해사업의효율화를꾀하고있음. 미국 Texas Instruments(TI) 사의센서및컨트롤사업부는스위치나센서, 자동온도조절장치, 모터나조명의제어장치등을제조하고있음. 동사업부는 T I사의반도체사업과는별로관련이없었지만, 안정된수익을확실히올리고있었음. 디지털신호처리와아날로그기술을이용한반도체칩사업에주력하고있는 TI사가방위관련사업부문이나프린터등의사업부문을매각해도, 센서및컨트롤사업부는좀처럼매각하려고노력하지않았던것은그때문임 년하반기까지센서및컨트롤사업부문의영업이익률은동사의반도체사업과서서히차이를나타내고있었음. 센서및컨트롤사업부문이동사의재무성적에방해를하기시작하고있었기때문임. 고액으로매입하려는의욕적인비공개투자회사가나오면, 매각은언제라도충분히생각할수있는상황이었음. 2006년 4월 TI사는센서및컨트롤사업부문을 30억달러에미국 Bain Capital사에매각했다. Bain Capital사는동사업부를 Sensata Technologies사라는회사명으로운영함.

22 - TI사는 Bain Capital사에동사업부문을매각함으로써, 주력하고싶은제품라인에자금을쏟아넣을수있게되었음. 센서및컨트롤사업부문은 TI사로부터분리하여독자적인투자판단으로보다건전하게빨리성장할수있을것임. < 표 10> 최근반도체업계의스핀오프기업동향 시기매각기업신회사주요내용 Motorola Freescale Semiconductor Hynix MagnaChip AMD, 후지쓰 Spansion Agilent Avago TI SensataTech Infineon Qimonda Philips NXP Semiconductors 자료 : Electronic Business 등에서발췌 16 억달러 IPO후, 모토롤러마지막지분매각 Citi 그룹이 82,800 만달러에매수, 2007 년 IPO 계획 IPO 와우선주로 75,000 만달러조달, AMD 지분 40% 미국 KKR 과미국 Silver Lake 가 26 억달러로 Agilent 의칩사업부를매수 미국 Bain Capital 이 TI 의센서및컨트롤사업부를 30 억달러에매수 Infineon 으로부터스핀오프한 DRAM 기업, NY 증권에 IPO 계획 미국 KKR, Silver Lake, AlpInvest 등이지분 80.1% 매입 이와같이최근몇년사이에비핵심사업에서손을떼려고하는반도체기업이증가하고있음. 미국 Agilent Technologies사, 미국 Motorola사, 독일 Sie me n s 사등과같이반도체사업을완전히철수하여일렉트로닉스기업으로거듭나기전략을추진하고있는기업들이증가하고있음. 일본산요전기도반도체사업부의스핀오프또는매각을계획하고있음. 독일 Infineon사는메모리사업을스핀오프한 Quimonda사를미국주식시장에상장시키려고하고있음. 게다가미국 Intel사도통신사업과노어플래시메모리사업의매각을추진하고있음. 스핀오프의이유는다양하며, 그사업부문이전략과합치하지않는다든

23 가, 사내경쟁의알력이생긴다든가, 혹은단순하게부침이격렬하여대규모투자가필요한반도체업계로부터도망치고싶은것등여러가지임. 그러나이러한기업들은상기의어떠한이유에서도, 지금까지와같이세트제품에서부품까지다각적으로생산하든기업들이이제는보다핵심사업에특화한전문기업으로재탄생하는전략을도모하고있음. 이제는일반론으로서다각화기업의비즈니스모델은어렵다는결론에이른것임. 반도체사업부문을남기고있는전자기업중에서대기업으로서잘운영되고기업은우리나라삼성전자, 미국 IBM, 일본도시바정도이며, 반도체칩부문의거래처대부분이그룹내기업인소니도이에해당된다고할수있음. 일본에서도전자분야의대기업중에서반도체사업부문을떼어낸기업이많이있음. 히타치와 NEC는 7년전에메모리사업을통합해엘피다메모리를설립하였고, 히타치와미쓰비시는비메모리제품사업을 2003년에스핀오프하여르네사스테크노로지를설립했음. 또한 후지쯔와 미국 Advanced Micro Devices사는 플래시메모리 전문의 합작회사 Spansion사를 설립하여, 초기에 상당기간 실적 부진에 빠져 있 었지만, 그 후 회생하여 2005년 12 월에 미국의 주식시장에서 상장까지 완 수했음. 2004년에우리나라 Hynix사도스핀아웃하여미국 Citi그룹에매각하고, 그회사를 Magna Chip Semiconductor사로명명했음. 이러한사업재구축은보다효율적인기업으로재창조해야성장할수있음. 기업규모가커지면기업가정신도동반하여변화하고, 리스크부담을과감히껴안으면서신속한의사결정을내려야함. 그러나대부분의경영자는어느부문도리스크를안으려고하지않게됨.

24 < 표 11> 세계반도체업계 M & A 동향 일자업체명 A 업체명 B 내용 Hynix ProMOS 하이닉스, ProMOS 300mm 파운드리생산 전략적 제휴체결 Freescale Philips/ST Micro Crolles2 alliance, 공동연구의범위연장 - 연구내용 : 반도체 R&D, 테스트및패키징기술 - 추가내용 : 100nm 이하공정기술 (90nm, 65nm 이하 ) Hynix STMicro 하이닉스, STM과 공동으로 중국현지 합작공장 설립 -총투자금액 : 20억불 (10 억불 : 하이닉스, STM, 10 억불 : 현지금융기관 ) -지분 : 하이닉스 67%, STM 33%( 운영 : 하이닉스 ) -건설개시 : 2005년말, 양산시기 : 2006년 자료 : IBM IBM Toshiba Intel Infineon/ Macronix AMD NEC Micron LSI Logic Agere KIET New Memory Tech(Phase-change Memory) 에대한공동연구개발합의 -IBM : 기초기술 ( 물리, 재료등 ) -Infineon : 메모리기술, 양산능력 -Macronix : 비휘발성메모리기술 2003년~2011 년 반도체기술 공동연구 제휴 연구분야 -TR, Interconect, 기판인쇄, 패키징연결기술 - 2nm, 22nm 공정기술초기단계 SoC(45nm CMOS logic) 공정공동개발협의 주요내용 - Toshiba : 디지털가전용 고속프로세스 기술 - NEC : 디지털 모바일폰용 저전력프로세스 기술 Nand Flash Memory J/V(IMFT) 설립 -초기자본투자 : 24억불 ( 각사별 12 억불 ) * 향후 3년간각사별 14 억불 -지분관계 : 마이크론 (51%), 인텔 (49%) LSI Logic 이 Agere 를매수 -매수금액 : 40억달러 -스케일메리트와코스트삭감효과 2004년에미국 Motorola 사로부터스핀아웃한 Freescale Semiconductor 사를 1 개의성공예로들수있음. F re es ca l e 사는기대이상의실적을올려주주가치를높이는것에성공한좋은예임. 동사는순조롭게실적을늘려주가는최근 2년에 2배로증가하고있음.

25 반도체업계가성숙함에따라반도체사업부문의스핀오프는계속증가할것으로보임. 최근들어기업은성장하는것보다황금알을낳는것을중시하고있어사업의평가기준이바뀌고있음. 성장목표나이익목표에맞지않는사업을매각함으로써효율화를도모하려는기업은향후도계속나타날것으로보임. Ⅲ. 국내반도체산업의현좌표 1. 한국반도체산업의역동적성장과정 한국반도체산업의효시는 1965년미국계다국적기업들의국내진출로반도체기술을처음도입하게되었으며, 당시국내는양질의저임노동력이풍부하여조립가공분야에진출하였음. 국내기업에의한실질적인일관공정의대량생산체제및자립연구개발체제를갖춰지기시작한시기는 1982년상공부에서최초로반도체만의개별특정산업지원정책인 반도체공업육성세부계획 (1982~86) 을수립하면서시작되었음. 이를계기로 1983년기존의삼성과금성외에현대전자가신규참여하여동시에 DRAM사업을본격투자함으로써일관생산체제의메모리시대를개막하였음. DRAM분야에서선진국을추월하기시작한시기는 1992년 64M DRAM을세계최초로개발하기시작하여불과 10 년만에선진국을따라잡았음. 90년대중반이후부터는메모리위주의생산체제에서균형발전으로성장하기위해반도체설계기술및장비기술인력양성센터설립과파운드리업체가등장하였음.

26 < 표 12> 한국반도체산업의발전과정요약 구분 태동기 (1965~1973) 기반구축기 (1974~1981) 도약기 (1982~1991) 성장기 (1992~1997) 성숙기 (1998년~현재) 외국계기업국내기업의개메모리분야의메모리분야의메모리구조조정성장에의한조별소자와웨이본격적사업개세계리드단및비메모리육단계립가공단계퍼가공단계시단계계성단계 전자기술연구반도체공업육성반도체칩보호시스템IC-2010 외자도입법 / 주요소설립 / 전자계획수립 / 산학법제정 / 반도사업시행 / 반전자공업진정책공업장기육성공동연구개발체관련인력양도체산업비전과흥법제정계획수립사업시행성센터설립발전전략수립 기술조 립 기 술웨이퍼가공 기제품기술과 공정메모리기술 세비메모리기술 단계습득 술 습득 기술자체개발 계선도 습득 64K, 256K, 64M, 128M, 4G DRAM, 제품시계용칩조립가공 1M, 4M, 16M 256M, 1G FRAM, MCU 개발트랜지스터 DRAM DRAM SoC 기업다국적기업형태 중견기업 대기업 대기업 대기업, 벤처기업 세계미국주도미국쇠퇴한국주도미국재도약미국성장재편일본성장일본주도일본쇠퇴한국성숙일본진입대만성장구도한국진입한국성장대만진입중국진입 자료 : 산업연구원작성 2. 성장요인과현위치 1983년당시부터자체기술개발을본격화하기시작한우리기업은 1984년 64K DRAM, 1985년 256K, 1986년 1M, 1988년 4M, 1989년 16M, 1992년 64M, 1994년 256M DRAM 개발에성공하였음. 선진국과의개발시점차이를보아도 64K는 4년의격차가있었으나, 256K는 3년, 1M 는 2년, 4M 는 6개월로줄어들었고, 16M에서는선진국과동시에, 64M와 256M는세계최초로개발하여불과 10 년만에선진국을추월하였음. 이처럼우리반도체업계가단기간에선진국을따라잡을수있었던요인은다음 4가지로요약할수있음. 첫째, 반도체품목중에서시장규모가크고성장성이높으며, 대량생산의장점이있는메모리분야의표준제품을기업의전략적목표로선택과집중을했기때문임. - 메모리분야는장비에체화된제조기술이중심을이루고있기때문에후

27 발자의입장에서우수한인력과자본의충분한뒷받침이있는경우비교적단기간내에기술습득이가능함. 둘째, 연구개발에서는상호협력체제를구축하였음. 1986년국내대기업 3사가모여반도체연구조합을결성하고, 이때부터정부의적극적인지원과함께 3사의혼연일치된공동연구를통해선진국의기술을따라잡았음. 셋째, 생산및판매에서는각사가치열한경쟁체제로돌입하였음. 즉각사가시장을먼저선점하기위해경영자원을반도체부문으로총집중시켜과감한설비투자와판매망확충을경쟁적으로이룩해왔음. 넷째, 의사결정을신속하고과감하게내릴수있는오너경영체제의장점을최대한발휘하여왔음. 반도체산업은막대한투자비용이요구됨과동시에라이프사이클이짧기때문에각사의최고경영자는과감한위험부담의감수와함께신속한타이밍조정으로대응해왔음. 이상과같이국내기업들은상호간에긴밀히협력하기도하고, 또한치열한경쟁을함으로써결과적으로선진국대열에우뚝서게된것임. 한편, 우리나라총수출에서반도체가차지하는비중은 2000년에 15.1% 로높았으나, 점차축소되어 2006년 11.5% 에머물고있음. 이는자동차등이상대적으로크게확대되고있기때문임. < 표 13> 한국 총수출에서의 반도체 수출비중 추이 단위 : 억 달러, % 구 분 우리나라 총 수출 1,724 1,506 1,624 1,943 2,538 2,844 3,260 반도체 수출 반도체수출 비중 자료 : KOTIS에 의해 작성 고용은제조업전체의 3.1% 인약 9 만명을유지하고있음.

28 < 그림 11> 한국반도체산업의생산및고용추이 자료 : KSIA 및통계청 < 그림 12 > 한국반도체산업의인프라구조 자료 : KSIA 3. 반도체수급현황 그동안우리반도체산업은정부의적극적인지원정책과기업의과감한투자에힘입어급격한성장을이룩하였음. 90년대에는수출, 설비투자, 기술등여러분야에걸쳐세계적수준으로성장하였으며, 그중에서도메모리분야는우리나라의위상이세계적으로확고해졌음.

29 우리반도체산업은 1995년까지급격한성장을이룩하여총수출의 17.7% 를차지할정도로국내수출의견인차역할을해왔음. 그이후부터는세계적인반도체공급과잉과함께메모리수요의 80% 를차지하는 PC시장의경기급냉으로심각한불황기를맞았음. 그러나 2003년중순부터반도체경기가회복기조에들어가고있음. 중국을비롯한아시아지역의수요가급증하고있어우리의수출이확대되고있음. 반도체응용제품별로보면디지털가전, 휴대전화, 디지털카메라등이반도체수요를견인해나가고있음. 또한자동차, USB메모리스토리지등과같은새로운반도체수요가등장하여각광받고있음. 반면, 국내반도체응용제품의수출호조에따라반도체수입이급격히늘어나고있음. 최근최대호황을누리고있는휴대전화, 디지털카메라, 평판 TV 등에필요한반도체는대부분비메모리이며, 이들제품의대부분은국내에서생산하지못하여수입에의존하고있음. < 표 14> 한국반도체산업의수출입현황 단위 : 백만달러, % 수출 26,006 (38.0) 14,259 (-45.2) 16,631 (16.6) 19,550 (17.6) 26,516 (35.7) 29,986 (13.1) 37,360 (24.6) 수입 19,923 (24.1) 15,547 (-22.0) 17,476 (12.4) 21,840 (25.0) 23,618 (10.7) 25,133 (6.4) 28,043 (11.6) 자료 : KOTIS, 주 : ( ) 는전년대비증감률 4. 설비투자동향 반도체산업의투자패턴은 1980년대메모리의설비투자중심으로지금까지큰변화없이지속되고있으며, 비메모리분야는회로설계기술개발에집중하고있음. 반도체의투자형태는앞으로도메모리의설비투자확대와비메모리의설

30 계기술투자가변함없이지속될것으로전망됨. < 표 15 > 한국반도체산업의발전단계별투자유형의변화 태동기 ( ) 외국계기업발전에의한조단계립가공단계 기반구축기 ( ) 국내기업에의한개별소자및웨이퍼가공단계 도약기 ( ) 성장기 ( ) 성숙기 (1998년 현재 ) 메모리분야의메모리분야의메모리구조조정본격적사업개세계리드단및비메모리육시단계계성단계 후공정의노개별소자의대기업의본격투자해외투자동집약적인웨이퍼가공부메모리설비투유형격화투자문투자자 자료 : 산업연구원 메모리의설비본투자확대와비메모리의회로설계개발투자 < 표 16 > 한국반도체업계의 Fa b 현황 (2006) Fab 명지역생산초기개시설비능력웨이퍼초기선폭 제품 MOS R&D 이천 , Memory M 8 청주 , Memory Fab 6 이천 , Memory Fab 7 이천 , Memory 하이닉스 HSMA 유진 , Memory M 9 청주 , Memory M10 이천 , Memory STMicro-Hynix 우시 , Memory STMicro-Hynix 우시 , Memory Fab 1 구미 , Analog Mixed Signal, Logic Fab 2 구미 , Logic 매그나칩 Fab 4 청주 , Analog Mixed Signal, Logic Fab 5 청주 , Analog Mixed Signal Fab 3 청주 , Memory, Logic 동부일렉 B Fab 부천 , Foundry 트로닉스 S Fab 음성 , Foundry A/B라인 부천 , 전력용반도체 페어차일드 C1,2,3라인 부천 , 전력용반도체 D라인 부천 , 전력용반도체 자료 : 산업연구원

31 한국반도체업계의실적및계획 2006 년은 DRAM 공급부족해소를위한설비의확장과유지보수투자 2007년은메모리제품의수요증대예상에따라기존설비의확장및설비유지 보수등합리화투자의비중확대전망 < 표 17 > 한국 반도체업계의 실적 및 계획 목적별 투자 2006년 ( 실적, 억원 ) 2007년 ( 계획, 억원 ) 上반기下반기합계上반기下반기합계 ㅇ생산설비투자 42,317 44,270 86,587 54,478 26,434 80,912 - 신제품생산 23,842 32,674 56,516 24,396 15,816 40,212 - 기존설비확장 18,475 11,596 30,071 30,082 10,618 40,700 ㅇ합리화설비투자 2,267 3,020 5,287 4,935 4,931 9,866 - 자동화 설비유지 보수 2,215 2,862 5,077 4,702 4,798 9,500 - 에너지절약 공해방지 ㅇ연구개발설비투자 2,251 5,881 8,132 4,324 3,861 8,185 ㅇ정보화설비투자 , ,047 ㅇ기타설비투자 합 계 47,533 54, ,656 64,455 36, ,543 자료 : KSIA 5. 기술개발동향과기술경쟁력전망 우리나라반도체산업의주력기술개발동향은메모리에서 SoC로전환중에있으나, 매우더디게진행되고있음. - 지속적인국내반도체산업의성장을위해메모리에서 IT제품의토털솔루션을위한 SoC위주의사업구조전환에노력하고있는상태 우리나라의메모리분야기술경쟁력은미국, 일본에비해앞선최고수준인반면에, 비메모리는매우취약한구조로되어있음.

32 < 그림 13> 한국반도체산업의기술개발변천과정 범용표준메모리 응용메모리 종합메모리 SoC 하나의메모리로 PC, 서버등에서공통으로사용 시스템별로최적화된메모리 여러종류의메모리를 1 개의 Package 에탑재하여시스템에적용 DRAM+SRAM+Flash(MCP) IT제품을위한 Total Solution Memory + Logic + S/W 비메모리반도체가시스템의모든기능을집적하므로, 이를설계하는소수의핵심인재경쟁력에의해산업의경쟁력을좌우되고있음. 향후시스템경쟁력은시장적시대응 (Time-to-Market) 하에최저비용으로최고성능을칩을설계하는핵심기술자능력에좌우된다고할수있음. - 국내반도체설계산업은핵심시스템설계, 응용 S/W, 구현방법분야는절대적열세로제품창출능력이극히미약한실정임. 유망산업최고기술국한국의기술수준유망기술분야취약기술분야 메모리 10 0 ( 한국 ) < 표 18> 한국의기술경쟁력전망 100 (2005) 100 (2020) D 램, 플래시, P 램, M 램, Re 램등 원천기술 설계원천기술및 IP 미디어SoC, 통신 (2005) 확보취약비메모리 SoC, 산업용 SoC, ( 미국 ) 100 (2020) 국제기술표준및지 LED 등적재산권대응부족자료 : 산업연구원, 주 : 1년을 3으로환산 국내반도체산업의경쟁구도를살펴보면, 경쟁상황은생산기술, 가격, 판매경로, 서비스등으로집중되고있음. 특히반도체의기술과가격은전반적으로미국, 일본, 유럽의업계들이경쟁우위를확보하고있으나, 메모리반도체만큼은한국업계가확실한경쟁력을가지고있음.

33 반도체의기술개발동향을살펴보면, 국내반도체산업은메모리에서시스템 IC로전환기를맞이하고있으나, 업체별사업구조가다양하여정책과연구개발방향이분산되어있음. - 삼성전자는토털솔루션비즈니스모델, 하이닉스는메모리전문, 동부일렉트로닉스는파운드리전문, 매그나칩스는비메모리전문업체등임. < 그림 14> 반도체의기술개발변화방향 디지털융합에의한새로운비즈니스분야창출이가속화됨에따라 R&D 기본방향이국산화에서새로운시장을창출하는형태로전환되고있음. - R&D 내용이제조기술측면의생산성, 효율성보다는마케팅, 표준화등시스템의특성을고려한시스템기술력이더욱중요해짐. 다양한기술, 경쟁의글로벌화등원천기술의핵심으로반도체를국가차원의전략품목으로육성중임. - 중국의대두등제조업공동화대비하여지적산업화필요 반도체를구성하는트랜지스터스케일과 S/W의프로그램사이즈모두를의미하는 SoC 규모의급증으로 HW/SW의균형설계가필요 엠베디드 (Embedded) S/W의비중이증가하고있으며, 반도체부가가치에큰영향력을끼치고있음. 제조공정기술은대만, 일본과대등한수준이지만, 설계 /SW/ 나노소자기술은미국에비해많은기술격차를보이고있으며, 기업이미래원천기술

34 에대한투자의지및여력이부족 기술인력의경우핵심설계인력의양적 질적부족으로인하여설계전문기업이시스템분야별로특화되지못한상태임. SoC 성장은시스템기술과반도체설계기술을겸비한전문인력에좌우되나기존대학의교육만으로는 SoC 전문화를충족시켜줄수없음. - 현재와같은이공계기피현상과힘든일을회피하려는경향이지속된다면, 이공계의학력저하현상과더불어인적자원확보에상당한어려움을가중시킬것으로보임. Ⅳ. 국내반도체산업의정책과제와발전전략 1. 발전과제 반도체공정기술등은어느정도경쟁력이있는것으로보이나, 회로설계및마케팅능력등은매우낮음. - 특히기술적측면에서는제품의신속한개발및출시에대한적시성은매우우수하나, 지속적인연구개발투자능력이낮은편임. 또한원천기술및 IP확보능력은부족한편이며, IP나장비재료등구입시협상력이부족함. 강점으로는메모리분야의세계최고경쟁력확보, 세계최고의정보통신인프라확보, 핵심전략산업으로서정부의확고한지원의지등이있음. 반면약점으로는설계원천기술및 IP 확보취약, 진입시장에대한분석및마케팅역량부족, 국제기술표준및지적재산권대응부족등임. 기회요인으로는반도체산업이팹리스, 메모리, 파운드리, 패키징등업종전문화가심화되고, 차세대정보통신기기의시장확대, 디지털제품의융합화진행등으로반도체수요가창출된다는점임. 반면위협요인으로는반도체선진기업간전략적제휴로경쟁이심화되고, 중국등후발개도국이급성장하고있다는점임.

35 < 표 19> 반도체산업의 SW OT 강점 (Strength) 기회 (Opportunity) 거대한시장의성장 ( 인도, 러시아, BRICs 시장 ) 디지털컨버전스의가속화로인한수요증가 선도시스템內에서반도체의핵심부가가치증가 성장동력의출범으로범정부적인총괄추진체계확립 일본의시정점유율하락약점 (Weakness) 위협 (Threat) 메모리 메이저 ( 기술 / 시장 / 가격 주도 가능 ) 업체 보유 세계 최고수준의 공정기술 보유 ( 제조, 원 가경쟁력 확보 ) 우수한 응용제품 ( 모바일, 디지털 TV 등 ) 보유 세계 최고의 정보통신 인프라 아날로그에서 디지털기술 전환선도 IDM 중심의 산업구조 파운드리 산업경쟁력 미약 ( 수평적 협력관계 미약 ) 차세대 성장분야 ( 응용제품 ) 의 시스템설계 인 력 절대 부족 타산업과 반도체산업간의상호협력관계 부족 삼성전자 거대화 ( 인력, 자본, 제품 등 모든 인 프라를 흡수 ) 의 저항세력등장 벤처 거품으로 우수벤처 발굴의 어려움 규모의 열세에 따른 자본력, 마케팅력 취약 등 구조적 한계 보유 자료 : 산업연구원 단순 제조기반의 제품에 대한 경쟁력 상실 ( 가격경쟁력 열세 ) 반도체에 대한 인식악화 (3D) 에 따른 핵심고급 인력확보의 어 려움 중국 등 파운드리 및 펩리스업 체의급성장 인도등에대한아웃소싱급증 대만파운드리의성장및타산업파급효과지대 그동안우리나라는수년전부터메모리시장의불황을겪을때마다메모리위주의산업을탈피한비메모리산업의효율적인균형발전을외치고, 실제로미흡하나마비메모리육성방안을추진해왔으나아직도가시적인성과가나타나지않고있음. 최근들어엔지니어들이반도체산업계에근무하기를꺼리고있어고급인력확보가더욱어렵게되었음. 이는반도체제조환경상폐쇄된공간에서우주복처럼방진복과마스크를착용하고하루종일근무해야하기때문에 3D업종으로전락되고말았음. 더욱이고등학생들의이공계진학기피현상으로향후에도인력난이더욱심각해질것으로예상됨. 이러한문제점들을해결하면서성장기반을강화하기위해서는범국가적

36 인육성전략과제수립이시급히요구됨. 그과제수립에는다음과같은기본전략이포함되어야할것임. - 첫째, 비메모리의획기적인육성을위한핵심기술개발및전문인력확충, 설계전문기업의저변확대, 마케팅강화등지원책강구등이필요함. 둘째, 경쟁력을갖춘메모리분야는기업스스로최고수준을유지하도록기술개발, 설비투자등기업인프라지원확충이필요함. 셋째, 취약한장비재료분야는기술개발, 전문인력대폭양성, 시제품시험, 수출상품화등을위한적극적인대책수립이요구됨. 2. 대응방향 선행제품개발을통한메모리시장의선도지속 - 메모리기반의현재산업구조는후발국의위협에취약하고원천기술부재등으로세계제2강국으로도약하는데한계가있음. 세계최고수준의메모리공정기술을토대로경쟁국과의격차를최대화하는데역점필요 - 공정기술, 생산인력및대규모시설투자를성장요인으로하는메모리의경우중국등후발경쟁국의모방이용이하여도전에취약함. 따라서첨단소재, 신소재등핵심요소기술기반의선행제품개발을통해특허선점, 로열티부과등발전확대필요 - 또한 D램, 플래시메모리, 차세대메모리등제품별차별화전략을통해경쟁국추격을극복하고, 특히 D램과플래시는초고속화 초집적화설계기술, 차세대메모리는신소재개발에주력 수요기업과장비 재료중소업체간동반발전확대 - 국내장비 재료전문기업은신뢰성기반이아직취약하고소자의대기업별구매선의계열화등으로시장경쟁력기반확보가취약함. 이를극복하기위해반도체강국이라는수요측면의이점을적극활용하여국산화율이저조한핵심장비 재료분야를중심으로체계적발전전략필요

37 - 수요대기업과중소장비재료업체가개발단계부터공동참여하는국산화사업을통해자립기반을확보하고, 고부가가치의전공정장비및공정재료위주의실용화촉진 수요공급의연계를통한시스템반도체발전 - 수요산업과의연계기회및메모리강국기반의활용도미흡으로시스템반도체산업의성장기회가부족했으므로, 시스템반도체경쟁력을좌우하는설계기업의경쟁력을강화하고, 수요기업시스템요건에부합하는설계기술및요소기술조기확보 - 파운드리전문기업의고수익창출을위한특화공정서비스를강화할필요가있으므로, 설계업체와의협력강화및미세공정공동파운드리 (MPW) 서비스강화를통한경쟁력제고 - 장비 재료개발및패키징능력을극대화를위해수요기업의공동개발참여유도및수요기업환경에부합하는성능평가시스템구축필요 - 인력양성및마케팅능력의제고를위해설계, 공정, 장비재료분야의생산직및전문직인력양성프로그램확대 국제규범에부합하는환경및통상이슈에능동적대응 - 환경및통상마찰이반도체산업경쟁력강화의위협요인으로작용하고있음. 따라서기존설비의개선및신규설비의확충을통한환경이슈에대응하고, 반덤핑, 상계관세, 지재권분쟁등불공정무역행위에대해사전적예방에주력하고사후적대응은체계적 효율적접근필요 한편, 지금까지는반도체산업지원정책이모두제품근접기술로서공정기술이나소자자체의개발에우선적인고려를해왔음. 앞으로는기술지원형태가상업화가능한제품보다는제품의생산을가능하게하는요소기술그자체를목표로해야할것임.

38 - 이러한요소기술자체를발전시키기위해서는지금까지의특정제품개발중심이아닌, 보다장기적인관점에서산업전체의경쟁력을강화시키려는차원에서기획되어야함. 반도체산업의국가경쟁력강화를위한정부의역할은취약부문의충족과산업기반의저변확대를위한효율적인정책수립에있음. - 특히, 기초기반기술이나 전문인력의 취약함을 극복하기 위해서는 정부의 장기적인 안목에서 체계적인 투자와 체제정비, 연구주체간 역할 분담 등 필요 이러한국내반도체산업의육성과제를고려할때기존의국내가용연구개발인력과연구시설등을체계적으로정비하여외국과경쟁해야할것임. 기존의연구주체와특성, 그리고담당분야에대해정확한임무부여와지속적인지원을통해연구효율이극대화되도록반도체관련연구사업을계획해야할것임. - 궁극적으로산ㆍ학ㆍ연, 혹은산ㆍ연이공통적으로접근할수있는방안을마련해야할것임. 특히우리나라는국가경쟁력을산업전반에걸쳐평균적이고, 산술적으로향상시켜야만하는분위기가매우강함. 이를경우에는기업들에직접적인연구개발지원보다공공연구소를통한간접적인방식에더비중을두는것이더욱효율적인국가경쟁력강화의방법일것임. 이러한방향을고려할때연구분야를다음과같이구분하여정책을수립해야할것임. 우선장기적인기반기술연구분야임. 반도체소자, 장비, 재료, 정밀측정등반도체기술전반에공통으로적용되는기초과학및기반기술의연구임. - 지속적인연구개발투자를통해기술축적이필요하고, 항시산업을지원할수있는시스템을갖춰야하는연구부문으로서전문연구기관이이러한역할을할수있음.

39 < 표 20> 세부추진과제 기업의대응전략 정부의정책과제 대응 전략 전략적제휴의 확대 시스템창출형 차세대메모리 기술개발 글로벌시장을 겨냥한 시스템반도체 기술개발 유비쿼터스환경대응 반도체 개발강화 새로운아이디어 발굴을 위한 내부조직 구축 성장잠재력이높은 미래전략 기술의 발굴 새롭고다양한 비즈니스 모델의 기반구축 시스템업체의고객과 연계성 강화 새로운수요창출을 위한 기반구축 반도체품목의 포트폴리오 다양화 글로벌네트워크 기반강화 주요국의 통상 및 공정거래 관련법제도 숙지 강화 원천기술확보위한 반도체전문연구소 구축 필요 기초기반기술중심으로 정책 확대 융합화추세 부응한 연구개발 체제 구축 대학간공동연구소 구축 아날로그반도체의 개발 강화 국내 SoC 설계기술 확산기반 구축 설계-파운드리공동협력 강화 장비 재료산업의연구개발 인프라 강화 국제공동 기술개발 촉진 및 전략적 R&D센터 유치 차세대 신기술분야의 국제표준화 및 인증 협력 확대 국제특허분쟁과 국제환경 규제관련 지원 강화 중국의지적재산권 보호강화를 위한 외교적 노력 절실 원천기술개발이 가능한 전문기술인력 양성 확대 기업수요에부응한 생산인력 양성 확대 국내대학생의 해외기업 인턴쉽제도 활성화 마케팅 전문 인력의 양성 수도권입지규제 완화 반도체벤처타운 조성 다음에는중기적기반기술연구분야임. 설계, 소자, 장비, 재료등에대한지속적인전문인력의양성과주로 5년이내에해결가능한비메모리반도체의설계전문기반연구부문임.

40 - 여기에는대학이나, 산ㆍ학공동으로이러한역할을담당할수있음. 그리고단기적제품기술과제조기술분야임. 곧바로수년내에현장에투입하여제품생산에직결이될수있는기술로서주로기업연구가주축이되거나산ㆍ연공동연구가이러한역할을담당하게됨. 또한정부는국가연구개발사업에선진국의관련기관이참여할수있도록독려해야하며, 반대로국내관련기관이선진국의국가연구개발사업에참여할수있는외교적노력이필요함.