4차 산업혁명, 비메모리반도체의 미래

4차 산업혁명으로 더 밝아진 비메모리반도체의 미래

삼성전자를 비롯한 국내 메모리반도체 업체들은 지난 2년 동안 D램과 낸드플래시 등 메모리반도체 초호황으로 최고의 성과를 냈다. 세계의 IT기업들이 어마어마한 양의 데이터를 신속하게 처리하기 위해 경쟁적으로 데이터센터를 증설하면서 메모리반도체 품귀현상까지 빚어 졌기 때문이다. 하지만 대규모 투자가 마무리 단계에 접어들자 메모리반도체의 수요는 급감했다. 반 토막 난 가격 때문에 메모리반도체 업체의 실적도 악화일로를 걷는 모양세다. 미국의 화웨이 제재를 비롯해 미·중 무역 분쟁이 심화되면서 내년까지도 시장 회복을 장담할 수 없는 상황이다. 심지어 적자 예측까지 심심치 않게 나오고 있는 상황. 이에 심각한 위기의식을 느낀 국내 메모리반도체 업체들이 새로운 성장 동력으로 비메모리반도체 시장에 눈을 돌리기 시작했다. 시장 규모가 훨씬 크고, 4차 산업혁명 시대의 수요는 물론 상대적으로 경기를 덜 타는 비메모리반도체가 새로운 생존 전략으로 급부상한 것이다.

 

 

 

 

 

전환

 

흔들리고 있는 반도체 코리아 신화

 

흔히 우리나라를 반도체 강국으로 알고 있는 사람들이 많다. 하지만 조금만 더 자세히 들여다보면 ‘반쪽짜리 신화’라는 것을 금방 알 수 있다. 2019년 세계 반도체 시장은 5,087억 달러(약 581조원)이며, 이중 비메모리반도체 시장은 3,329억 달러(약 380조원)으로 3분의 2를 차지한다. 메모리반도체 시장은 나머지 1,758억 달러이다. 한국 반도체 업체는 메모리 시장의 60%를 점유하고 있지만, 비메모리 분야에서는 고작 4%의 점유율에 그치고 있다. 그 와중에 최근 메모리반도체 시장은 수요 부진, 가격 하락, 재고 누적으로 이어지는 악순환에 접어들었고, 미중 무역전쟁의 여파로 적자까지 걱정하고 있는 상황이다. ‘반도체강국 코리아’의 위상이 크게 흔들리고 있는 것이다.

 

 

 

 

 

 

 

격변

 

왜 비메모리반도체인가?

 

비메모리반도체 시장은 앞으로 5년간 연평균 4.8%씩 성장해 2022년 시장규모가 3,747억 달러(약 427조원)에 달할 전망이다. 같은 기간 메모리반도체의 성장률(0.8%)을 크게 웃돈다. 가장 큰 이유는 역시나 4차 산업혁명이다. 4차 산업혁명은 AI(Artificial Intelligence·인공지능), 자율주행자동차, VR(Virtual Reality·가상현실) 등 수많은 혁신 기술을 통해 우리의 일상을 지금과는 전혀 다른 모습으로 바꾸고 있다. 고도의 기술이 탑재된 전자기기와 웨어러블 기기가 하나로 연결돼 거대한 커뮤니티를 형성하는데, 이 모든 데이터를 정교하게 제어하기 위해서는 고성능 비메모리반도체가 반드시 필요하며, 앞으로의 수요 역시 상상을 초월할 것으로 예상된다.

현재 비메모리업계의 선두주자로는 인텔, 퀄컴, 엔비디아 등 미국 실리콘밸리 태생의 정보기술(IT)업체들이 손꼽힌다. 각각 IT 기기의 두뇌 격인 CPU(인텔), 입과 귀 역할을 하는 통신반도체(퀄컴), 그래픽 처리 기능을 담당하는 그래픽처리장치(GPU, 엔비디아) 시장을 사실상 독점하고 있는 구조다. 자동차의 파워트레인(엔진·변속기 등 동력전달체계)이나 계기판 등을 움직이게 하는 차량용 반도체 시장에서는 유럽계 기업인 NXP(10.5%, 네덜란드), 인피니온(9.9%, 독일) 등이 입지를 탄탄히 다지고 있다.

 

 

 

 

공생

 

비메모리반도체에만 파운드리가 있는 이유

 

비메모리반도체 산업은 분업화와 전문화가 핵심이다. 1990년대를 전후로 반도체 산업의 규모가 커지고 막대한 자금과 시간이 요구되면서 반도체업체들은 분업화하기 시작했다. 리스크를 피하고 핵심 경쟁력을 높이기 위해서다. 반도체 설계를 전문으로 하는 팹리스(Fabless)와 생산을 전담하는 파운드리(Foundry)가 생겨난 것도 이 즈음이다. 이 둘은 일종의 공생 관계다. 메모리반도체는 표준화된 제품을 대량생산해 생산단가를 낮추는 것이 경쟁력의 핵심이다. 따라서 외주생산 자체가 불가능한 구조. 이에 반해 비메모리반도체는 일종의 ‘다품종 소량생산’을 추구한다. 규격화된 제품보다 하나하나의 독창성과 기능성이 뛰어나야 경쟁력 있는 제품이기 때문에 자연스럽게 개발과 생산이 구분되어 발달한 것이다. 대표적인 팹리스로는 통신 칩을 설계한 미국의 퀄컴이 있다. 세계 1위 파운드리 업체는 1987년 대만 주정부에서 투자를 받아 설립된 TSMC다. 이후 TSMC는 대만 팹리스들의 성장 기반이 되었으며, 세계 파운드리 시장의 절반을 점유한 공룡 회사로 성장했다. 한국의 대표적인 파운드리 기업으로는 DB하이텍이 있다. 지난 2000년, 국내 팹리스의 토양이 되어 시스템반도체 산업 발전에 기여하겠다는 일념으로 국가의 지원 없이 오직 기업 혼자만의 힘으로 파운드리 시장에 진출한 DB하이텍은 현재 위탁생산에 전념하는 국내 유일의 정통 파운드리 기업으로 자리 잡았다.

 

 

 

 

 

 

경쟁력

 

파운드리의 가치를 결정하는 요인

 

파운드리의 핵심은 고객(팹리스)의 반도체 설계에 맞춰 원하는 반도체를 생산, 적기에 공급하는 것이다. 이를 위해서는 우선 고객들이 설계할 수 있는 IP·라이브러리와 같은 일종의 설계 데이터베이스를 다량 확보하고 있어야 한다. 이와 함께 고객과의 협력 관계가 매우 중요하다. 메모리반도체에 비해 복잡한 공정이 많아, 주문 초기단계부터 팹리스와 파운드리가 긴밀한 협력을 통해 설계 및 제조공정의 오류를 최소화하고 성능을 최적화하는 것이 관건이다. 또한 파운드리 기술력을 판단하는 주요 잣대 중 하나는 ‘생산효율 극대화’ 능력이다.

대부분의 비메모리반도체가 다품종소량생산으로 만들어지므로, 1개의 생산라인에서 서로 다른 수십 수백 종류에 달하는 반도체가 한 치의 오차 없이 원활하게 생산되는 것이 파운드리의 핵심 경쟁력인 셈이다. DB하이텍의 경우, 200개 이상 고객의 1500여개 제품을 생산하고 있는데, 같은 규모의 비슷한 팹과 비교하면 생산 효율이 월등하다. 또한 제품 완성도도 높다. 비메모리반도체는 워낙 종류가 많기 때문에 각각의 분야에서 팹리스와 파운드리 강자가 존재한다는 점도 특이하다. DB하이텍은 이 중에서도 아날로그반도체 분야에서 세계적인 파운드리 제조공정 기술력을 자랑하고 있다.

 

 

 

 

정통성

 

20년 넘게 이어온 DB하이텍의 도전과 성공

 

비메모리반도체는 전자산업을 비롯해 자동차, 의료, 항공, 국방 등 여러 산업에서 수요가 풍부하고 부가가치가 높을 뿐만 아니라 4차산업 혁명 시대를 주도할 수 있는 첨단산업이다. DB하이텍은 2000년대 한국 반도체 산업의 발전을 위해 비메모리반도체 파운드리 사업에 본격적으로 뛰어들었다. 비메모리 반도체 산업이 국가경제의 미래를 좌우하는 산업이기 때문에 세계 각국에서 이를 전략산업으로 지정해하고 적극 육성했던 것과는 달리, 국내는 오랫동안 메모리반도체 산업에 올인했다. DB하이텍은 비메모리 불모지에서 오직 기업 혼자만의 힘으로 20년 외길을 걸어왔다. 험난했지만, 위대한 도전이었다. 그 동안 국가경제를 이끌어 왔던 기존 주력산업들이 급격히 경쟁력을 잃고 있고, 세계 1위 자리를 굳건히 지키고 있던 메모리 반도체마저 부진의 터널로 들어서고 있는 작금의 위기상황에서 한국 비메모리반도체 선구자라는 자부심을 가지고 세계적인 비메모리반도체 기업을 향해 나아가고 있는 DB하이텍 임직원들에게 진심어린 응원을 보낸다.