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우리나라 반도체 산업은 1976년 대한반도체가 설립된 이후, 1983년 삼성전자의 ‘64K D램’ 개발과 함께 국내 기업들의 지속적인 노력과 연구개발로 제품 상용화에 성공하면서 눈부신 발전을 거듭해 오고 있다. 그 결과 2014년 현재 반도체 산업의 “쌀 중의 쌀”이라는 D램 시장에서 세계 최고 수준의 기술을 자랑하고 있다.
D램 시장 초기였던 1975년에는 인텔·모토로라 등 미국 기업들이, 1981년에는 후찌쯔·히다찌 등 일본 기업들이 시장을 지배하고 있어 당시 우리나라는 반도체 산업의 불모지였다. ‘64K D램’의 개발을 통해 야심찬 첫걸음을 내디딘 지 불과 10년 만인 1993년, 우리나라는 전세계 D램 시장 매출 1위로 올라서면서 일본 기업들을 제치게 되었고, 현재까지 22년간 그 지위를 확고하게 유지해오고 있다.
한편, 2014년 2분기 삼성전자와 SK 하이닉스는 각각 39.1%와 27.4%로 D램 시장 점유율 1위와 2위를 유지한 것으로 나타났다. 이와 달리 대만의 난야, 윈본드 및 파워칩은 점유율 합계가 6.3%로 주저앉아 버렸고, 20억 달러에 일본의 엘피다를 인수하며 ‘타도 한국’을 외쳤던 미국의 마이크론테크놀러지는 25.2%를 기록함으로써 3위로 밀려나는 현실이 되었다.
반도체는 크게 메모리 반도체와 시스템 반도체(비메모리 반도체)로 나뉠 수 있다. 메모리 반도체는 휘발성 메모리인 DRAM 및 SRAM과 비휘발성 메모리인 Flash 메모리, MASK ROM, MRAM, PRAM, FeRAM으로 분류된다. 이러한 메모리 반도체는 기능이 단순하고 수요가 많아 대규모 투자를 바탕으로 한 대량생산에 적합하다. 휘발성 메모리인 DRAM은 PC, 스마트폰, 그래픽 카드 등 각종 전자기기의 기억장치로 사용되고, 비휘발성 메모리인 Flash 메모리는 스마트폰 등 휴대용 기기의 대용량 저장장치로 폭넓게 사용되고 있다.
반면, 비메모리 반도체인 시스템 반도체는 중앙처리장치(CPU), 시스템온칩(SoC), ASIC과 같이 전자기기 시스템의 각종 기능을 작동하는 반도체 부품이어서, 메모리 반도체에 비해 고도의 회로설계 기술이 요구된다. 이에 따라 소량 다품종의 고부가가치형 제품 생산체제로 공급되고 파운드리 기업을 통한 생산이 가능하여, 메모리 반도체보다 적은 투자로 더 많은 수익을 창출할 수 있게 되었다.
스마트폰, 스마트 가전, 홈네트워크, 자동차, 로봇, 산업설비, 웨어러블 컴퓨터, 사물 인터넷 등 다양한 응용 분야로 넓혀가고 있는 시스템 반도체는, 메모리 반도체 시장의 3~4배에 이르는 거대시장을 확보하게 되었다. 이러한 시스템 반도체 분야에서 우리나라의 시장점유율은 2010년 대비 생산액과 점유율 모두 2배 가까이 오르는 기염을 달성하여 2013년 세계 5위를 기록하고 있다.
오늘날 반도체 산업은 메모리 반도체에서 다양한 수요를 충족시키는 동시에 부가가치가 큰 시스템 반도체로 확장되는 패러다임의 변화 추세에 있다. 이러한 변화추세에 따라 시스템 반도체의 수요는 빠른 속도로 확대되고 있는 가운데, 세계적인 시스템 반도체 기업들은 스마트홈이나 사물인터넷 등에 사용될 차세대 전략 시스템 반도체의 연구개발과 상용화를 위한 IP1) 창출 역량 강화에 총력을 기울이고 있다.
최근 10년간 국내에 출원된 시스템 반도체 분야의 특허출원 현황을 살펴보면, 전체 819건이 출원된 가운데, 연도별로는 2004년 65건, 2005년 71건, 2006년 86건, 2007년 89건, 2008년 89건, 2009년 65건, 2010년 67건, 2011년 94건, 2012년 173건이 출원되었다. 특히 2008년 세계 경제 금융 위기를 겪으며 출원량이 주춤하였지만, 2012년 정부가 차세대 성장 동력을 위한 핵심 산업으로 시스템 반도체를 선정2)함으로써 시스템 반도체 설계 및 공정 기술 연구의 집중적 투자로 말미암아 출원도 다시 증가세를 보이고 있다.
자동차 한 대를 제작하는데 1만 개가 넘는 전자부품이 사용된다고 한다. 또한 우리나라는 최근 5년(2008~2014년) 연속 세계 자동차산업 종합경쟁력 및 시장점유율에서 5위를 유지하고 있고 있는 자동차 산업의 강국이기도 하다.
이처럼, 오늘날 지능형 자동차와 같은 새로운 기능의 반도체를 필요로 하는 시장과 접목하기 위해, 자동차에서 필요로 하는 특수 기능을 통합하여 하나의 칩으로 설계 및 개발하는 연구에 집중하여야 한다. 또한, 세계 자동차 시장의 시스템 반도체를 석권할 수 있는 강한 IP 창출을 통한 상용화 전략이 필요한 시점이다.
1983년 64K D램 개발과 상업화에 성공하기 위한 강한 IP 창출이 없었다면, 현재 반도체 시장에서 우리는 미미한 존재에 머물러 있었을 것이며 산업과 경제의 눈부신 발전 또한 어려웠을 것이다. 앞으로 메모리 반도체 분야는 물론, 시스템 반도체에서도 다양한 분야에 적용하고 응용할 수 있는 기술개발과 상용화를 위한 IP 역량강화에 총력을 다한다면, 그리 머지않은 미래에 반도체 산업에서 ‘제2의 새로운 신화’를 이루어 낼 것으로 기대해 본다.
(공감코리아)
