[위드 코로나, 기업 생존전략]②반도체- 대기업·협력사도 '시스템 반도체'로 장기전 대비

삼성전자, SK하이닉스 등 대기업도 시스템 반도체로 방향전환

정부·대기업 지원에 힘입어 중견·중소 기업도 투자 늘려

국내 반도체 업체와 정부가 시스템 반도체에 집중하며 투자를 늘리고 있다. 이에 협력업체들도 속속 방향 전환을 하는 모양새다. 코로나19로 인한 악재 속에서도 반도체 업계는 시스템 메모리 관련 활동을 넓혀가며 장기전을 위한 대비에 나섰다.
 

반도체 이미지 [사진=게티이미지뱅크 제공]

미래 먹거리의 중심, '시스템 반도체' 개발에 박차

26일 관련 업계에 따르면 국내 반도체 대기업인 삼성전자와 SK하이닉스가 시스템 반도체 개발에 박차를 가하고 있다.

삼성전자는 시스템반도체 생태계 조성을 위한 국내 팹리스(제조공장 없이 설계와 개발을 중심으로 하는 회사) 지원정책을 본격 가동하고 있다. 삼성전자는 최근 중소 팹리스 업체가 서버 없이도 반도체 칩 설계를 할 수 있는 '클라우드 설계 플랫폼(SAFE-CDP)' 제공에 나섰다.

삼성전자는 또한 국내 중소 팹리스 업체의 제품 개발 활동에 필수적인 MPW(Multi-Project Wafer) 프로그램을 공정당 연 3~4회로 확대 운영하고, 8인치(200㎜)뿐 아니라 12인치(300㎜) 웨이퍼로 최첨단 공정까지 활용할 수 있도록 지원하고 있다.

지금까지 국나 반도체 사업의 중심이던 메모리 반도체가 미세공정이 주안점이었다면 세스템 반도체는 최소한의 크기에 업체가 요구하는 사양을 모두 넣는 설계 능력이 핵심이 된다.

메모리 반도체는 하나의 기업이 설계에서 제품 생산까지 모두 수행하는 방식이 효율적이지만, 시스템 반도체는 수요자의 요구 및 제품이 다양해 공정별로 특화된 기업이 필요하다.

 
SK하이닉스는 시스템 반도체의 일종인 CIS(CMOS 이미지 센서) 개발에 집중하고 있다. 지난해 9월에는 일본 도쿄에 CIS 연구개발(R&D)센터를 개소했다. 이미지 센서 강국인 일본에 연구소를 개소해 우수 R&D 인력을 확보하고 기술 역량을 성장시키겠다는 취지다. CIS는 각종 IT 기기에서 전자 필름 역할을 하는 시스템 반도체다. 시스템 반도체임에도 생산 공정이 메모리반도체 기술과 연관이 많아 기존 메모리 반도체에 집중했던 SK하이닉스가 수월하게 기술력을 확보할 수 있을 것으로 보인다.

시스템 반도체는 데이터 저장이 주 용도인 메모리 반도체와 달리 여러 기능이 하나의 칩에 들어가 경제성과 편의성이 극대화된 것이 특징이다. IT 관련 제품에서 외부 센서 등을 통해 외부 환경을 탐지하고 작업을 실행한다.

국내 반도체 업계가 시스템 반도체로 눈독을 들이는 것은 4차 산업과의 연계성 때문이다. 시스템 반도체는 IT 관련 기기에서 센서 등과 결합해 주변을 탐지하고 작업을 수행하는 능력이 있다. 인공지능(AI)·사물인터넷(IoT)·자율주행차 등으로 대표되는 4차 산업혁명 시대에 맞춰 지속해서 성장할 것으로 예측된다. 시장조사기관 IC인사이츠는 시스템 반도체 산업 규모가 2023년에는 215억 달러를 달성할 것으로 전망했다.

정부도 국내 시스템반도체 시장 확대에 앞장서고 있다. 지난해 4월 30일 자동차·바이오·에너지·IoT가전·기계/로봇 등 수요가 많은 5대 분야를 선정해 수요 창출을 돕고 팹리스 업체와 파운드리를 연계하는 생태계를 만들겠다는 '시스템 반도체 비전과 전략'을 발표했다. 인텔·퀄컴·엔비디아·TSMC 등의 해외 기업들이 주도하고 있는 시스템 반도에서 10년 안에 한국이 주도권을 잡도록 하겠다는 취지다.

지난해 10월부터는 삼성전자, 반도체 업계와 함께 1000억원 규모의 '시스템반도체 상생펀드'를 조성해 국내 유망한 팹리스와 디자인하우스 업체를 발굴·투자에 나섰다.
 

중소·중견 협력 업체도 투자 늘리며 장기전 대비

국내 시스템 반도체 생태계가 조금씩 움트며 협력업체들도 장기전 대비에 들어갔다.

핵심 반도체 칩과 솔루션을 개발하고 있는 텔레칩스는 최근 435억원을 시스템반도체 R&D센터 신축을 통한 업무효율성 증대를 위해 투자한다고 밝혔다. 2022년 9월까지 판교 제2 테크노벨리에 해당 시설을 유치한다는 계획이다.

앞서 인쇄회로 기판(PCB)업체 대덕전자도 시스템(비메모리) 반도체 시장 확대에 대응하고자 900억원 규모의 신규 시설투자를 진행하기로 결정했다. 이번 투자를 통해 내년 6월까지 비메모리용 반도체 플립칩 내장 기판(FC-BGA) 생산라인을 구축하겠다는 목표다. FC-BGA는 고성능 그래픽처리장치(GPU), 네트워크 장비 등의 비메모리 반도체에 사용되는 기판으로 최근 수요가 늘고 있지만, PCB 중 생산 난이도가 가장 높아 국내에서는 삼성전기가 유일하게 생산하고 있다.

후공정 테스트 기업인 테스나도 720억원 규모의 반도체 테스트 장비를 이달 말에 양수한다. 또한 지난해 10월부터 270억원을 들여 이어지던 신규시설 투자 활동이 오는 11월 말 마무리될 예정이다. 반도체 검사장비 업체 유니테스트는 지난 13일 151억원 규모의 신공장 증설을 공시했다. 유니테스트는 반도체 번인·컴포넌트·모듈 테스트 장비 등을 주력 제품으로 생산하는 업체다. 소재기업인 에스앤에스텍은 지난달 극자외선(EUV)용 블랭크마스크 및 펠리클 기술개발과 양산을 위해 100억원을 투자한다고 했다.

국내 시스템 반도체 시장은 최근 정부가 정한 2020 하반기 경제정책 방향인 '한국판 뉴딜'과도 맞물려 성장에 동력을 확보할 수 있을 것으로 보인다. 권명준 삼성증권 연구원은 "정부가 미래성장동력으로 시스템반도체, 미래차, 바이오를 선정했다"며 "(시스템반도체는) 정부에서 가장 주목하는 사업 중 하나"라고 했다. 이어 "한국판 뉴딜의 핵심 키워드 중 하나는 디지털"이라며 "디지털 기반의 산업을 육성하기 위해서는 계산·처리 등의 기능을 수행하는 시스템반도체가 필수적"이라고 덧붙였다.
 

삼성전자 임직원이 국내 팹리스 업체 ‘가온칩스’ 직원들을 대상으로 '통합 클라우드 설계 플랫폼(SAFE Cloud Design Platform, SAFE-CDP)' 사용자 교육을 진행하고 있다. [사진=삼성전자 제공]