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세계 반도체 시장은 (연평균매출기준) 2016년 2,925억불에서 2018년 4,104억불로 급속히 성장했고, 2023년에 4,469억불로 지속적으로 성장할 것으로 전망된다.

4차 산업혁명 시대 반도체 기술의 중요성이 증가함에 따라 반도체시장은 꾸준히 성장할 것으로 예상된다.

인공지능 및 빅데이터 처리 등의 수요에 힘입어 메모리 반도체 시장이 성장을 견인하고 있으며, 2021년까지 연평균 6.4%의 고성장이 전망된다. 특히, NAND Flash 메모리반도체 시장은 12.2%로 고성장을 기록할 것으로 전망된다. 자동차 및 산업용 반도체는 10%이상 고성장세를 보일 것으로 전망하고, 통신용 및 정보처리 분야는 현재의 대규모 시장을 계속 유지할 것으로 보인다. 특히, 시스템반도체를 설계하는 팹리스 산업의 비중이 전체 산업의 20% 이상으로 증가하고 있으며, 설계 IP 시장의 증가율은 매우 높다.

향후 시장은 인공지능이 생활, 산업, 경제, 사회를 근본적으로 변화시킬 것으로 전망되는데, 특히, 자율주행차, 지능형로봇, 바이오/헬스케어, 사물인터넷 등이 산업전반에 핵심기술로 대두될 것이며, 그에 따라 핵심 부품인 반도체의 고성능화, 지능화, 저전력화, 경량화, 소형화를 위한 기술 선점 경쟁이 치열할 것으로 전망한다.

한국은 4차 산업혁명의 중심축이 될 인공지능시대를 지원하기 위하여 인공지능반도체 등 새로운 시장에 맞는 반도체를 개발하고 확산하기 위한 노력을 하고 있다. 대한민국의 반도체산업은 2018년 기준 국내 반도체 총생산은 1,091억불이며 이중 메모리는 1,016억불로 전체 반도체생산에 93%의 비중을 차지하고 있다.

메모리반도체 시장에서 한국은 선제적인 투자와 앞선 공정기술로 경쟁력을 보유하고 있다. 한국은 세계 메모리 반도체 시장의 과반을 점유하고 있으며 후발국과의 기술 격차도 현저하여 경쟁 우위는 당분간 유지될 전망이다. 한국은 2018년 매출액 기준으로 세계 메모리 시장의 63.7%를 차지하고 있고, 이중 DRAM은 72.3%, NAND는 49.5%를 차지하고 있다.

삼성전자, 하이닉스, 마이크론 등 주요 업체뿐만 아니라 신생기업 간의 미세화 등 공정 양산 수준 등의 기술력에 있어서 아직 앞서 있다.

<표 1> 한국 반도체 생산규모

(단위 : 백만달러)

한국 반도체 생산규모

구분	2016년	2017년	2018년	2019년e	2020년e	2021년e	2022년e	2023년e
메모리반도체	47,059	80,048	101,618	82,741	86,011	91,446	97,265	99,292
(비중)	88	92	93	95	92	92	92	93
시스템반도체	6,394	6,840	7,544	4,167	7,158	8,141	8,615	8,043
(비중)	12	8	7	5	8	8	8	7
합계	53,453	86,888	109,162	86,908	93,169	99,587	105,880	107,335

*출처 : IHS 19.3월

한국의 반도체는 세계시장 점유율이 2017년 기준으로 세계시장에 21.5%를 점유하여 미국에 이어 세계 2위이다. 수출은 2017년 기준으로 979억불을 기록하며 단일 품목 수출 1위를 기록 중이다. 이중 메모리반도체는 세계시장 점유율이 60.7%로 세계 1위이다. 한국의 반도체 설비투자액도 2017년 기준으로 345억불로 세계 1등이다.


(한국 반도체 산업) 제조업 총 생산 6.7%('16), 고용 16.5만명('17), GDP 비중 3.46%('16), 수출 979억$('17)를 차지하는 국가 핵심산업
- 최근 국가 주력산업의 경쟁력 저하 속에서도 국가 경제를 선도하는 산업으로 투자와 고용을 창출

< 그림 1> 한국 반도체 산업 현황

*출처 : 통계청 2017, IHS 2018, 무역협회, IC Insights 2018

한국은 반도체 제조기술측면에서는 미세화, 3D 입체화 등 다양한 방법을 통해 신기술을 개발하고 있다. 초고속·초저전력 소자 기술 구현을 위해 물리적인 축소와 신공정, 신소자 설계/소자 기술이 개발중이며, 3-5족 화합물을 적용한 초고속 소자, Low-K 유전박막기술 등 새로운 공정 기술이 등장하고 있다.

또한, 전공정 미세화와 더불어 후공정에서도 FoWLP(Fan-Out Wafer Level Package)방식 패키징 기술이 도입됨에 따라 공정·장비·소재의 중요성이 더욱 증가하고 있다.

메모리반도체분야에서 한국 기업들은 초첨단기술을 활용한 초미세 제조기술개발에 박차를 가하고, 한국의 평택, 용인을 새로운 생산기지를 구축하고 있다. 대규모 생산시설을 구축하여 세계에서 가장 큰 생산시설 집적지로 발전시킨다는 계획이다.

시스템반도체 분야의 경우 향후 인공지능ㆍ경량 프로세서 등 지능형 반도체 핵심 설계 기술 개발을 통해 경쟁국과의 기술격차를 극복하고, 글로벌 기업이 개발 중인 지능형 반도체 대비 성능 및 전력 측면에서 초격차 원천기술 확보를 통해 CMOS+신소자 기반 초지능, 초저전력 지능형 반도체 기술경쟁력 1등 강국 실현한다는 계획이다. 인공지능ㆍ경량 프로세서 등 핵심 설계 기술을 중심으로 차세대 지능형 반도체 기술을 개발하고, 자율이동체, 실감미디어, 빅데이터-모바일, 첨단기계/로봇, 스마트 시티, 스마트 가전, 에너지, 바이오/헬스케어 분야의 상용화기술 개발을 통해 국내 팹리스 산업 경쟁력 강화한다는 계획이다.

원자레벨의 공정장비의 선행기술개발로 해당분야 국내 중소 장비기업을 글로벌 1등 기업으로 육성하고 선행 특허 확보를 통해 중국 등 후발 메모리반도체 기업 격차 확대할 계획이다. 설계-소자-제조 기술 확보와 수요 산업과의 협업체계 구축을 통해 차세대 지능형 반도체 선순환 생태계를 조성하고, 대학 등 학계 중심으로 미래기술에 대한 선행 연구를 통해 차세대 지능형 반도체 원천기술을 확보하고 석ㆍ박사급 전문인력도 양성 할 계획이다.

안기현 상무 (khahn2@ksia.or.kr)
한국반도체산업협회

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