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충북의 '새로운 100년 먹거리' … 시스템반도체 산업 육성

기사승인 2019.09.17  19:21:22

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- 충북 관련 사업 거점지역 발전 가능성 높아
후공정 분야 빠른 성장 위해 정부지원 필요

   
▲ 충북도가 17일 서울 국회의원 회관에서 개최한 시스템반도체 선순환 생태계 구축 포럼에서 전문가들이 토론을 진행하고 있다. /진재석기자

[배명식기자] 17일 서울 국회의원 회관에서 열린 '시스템반도체 선순환 생태계 구축을 위한 포럼'은 충북이 새로운 100년 먹거리로 정한 시스템 반도체 산업의 육성 방안을 논의하는 자리였다.

주제발표와 토론에선 정부의 시스템 반도체 전략과 연계해 충북의 시스템 반도체 후공정 플랫폼 인프라를 적극 활용한 육성 전략이 제시됐다.

맹경제 도 경제통상국장은 '시스템반도체 후공정 산업 육성 및 글로벌 경쟁력 강화' 주제발표에서 후공정의 중요성과 후공정 플랫폼 인프라 구축에 있어서 충북이 가진 장점 등을 설명했다.

맹 국장의 발표에 따르면 2018년 세계 반도체 시장 규모는 4634억달러다. 이 중 메모리반도체는 1568억달러(33.8%), 시스템반도체는 3006억달러(67.2%)를 차지한다.

반도체 제조는 웨이퍼(Wafer)제조, 전(前)공정(회로설계 등 Fab공정), 후(後)공정(조립공정)으로 나뉜다.

이 중 후공정은 가공된 웨이퍼를 잘라 각 칩을 테스트, 패키징해 완성품으로 만드는 과정을 말한다.

대표적인 후공정 분야는 패키징과 테스트 및 검증이다.

패키징은 시스템반도체의 성능 및 신뢰성 향상을 위한 핵심 사항이다.

전자제품의 전기신호 지연의 50% 이상이 칩과 칩 사이에서 발생하는 패키징 지연에 의해 일어난다.

또 패키지 크기가 전자제품의 전체 크기를 결정하기 때문에 패키지 효율을 높이는 것은 소형화와 성능에 큰 영향을 미친다.

때문에 전공정 업체들이 패키지를 선택하는데 있어 가장 중요한 요인은 가격 경쟁력 있는 패키지의 설계, 재료, 공정 등을 위한 성숙한 패키지 생산기술이다.

테스트 및 검증은 시스템반도체의 수율 향상 및 반도체 제작시간·비용 절감을 위해 필요한 기술이다.

정밀 검사로 제품의 불량 유무를 판정하고, 불량 부분에 대한 정보를 생성·제공함으로써 반도체의 수율 및 생산성 향상을 견인한다.

반도체 설계기간 중 가장 많은 시간을 차지하는 설계 검증에도 해당돼 제작시간 단축 요소로도 작용한다.

불량 칩의 양산으로 발생하는 비용적 손해를 줄임으로써 제작비용 절감에도 기여한다.

반도체 첨단 패키징 분야 세계 시장은 2017년 250억달러에서 연평균 7%씩 성장, 2023년 390억달러에 이를 것으로 전망된다.

같은 기간 세계 파운드리시장 규모는 연평균 6.2% 성장할 것으로 전망돼 패키징 분야 시장 성장률이 더 높은 것으로 조사됐다.

그럼에도 국내 OSAT(Outsourced Semiconductor Assembly and Test·패키징 및 테스트) 기업(외국계 한국지사 포함)의 매출액은 글로벌 상위 25개 기업 매출의 7% 수준이며 순수 국내 기업은 2.5%에 그치고 있다.

국내 후공정 산업은 규모가 영세하고 장비 및 역량이 부족해 국내 전공정 업체들이 대만, 중국 등 해외기업에 의존함에 따라 비용과 시간이 많이 드는 문제가 있다.

규모 영세→투자부족→개발인프라 및 인력 부족→차세대 제품 개발 지연→고부가가치 제품 완성도 미흡으로 이어지는 국내 시스템반도체 후공정 산업의 악순환을 끊고 경쟁국을 추월하기 위해선 핵심 기술 개발 인프라 및 인력 양성이 절실하다.

충북도는 반도체 산업 입지계수가 전국 최상위인 지역으로 반도체 산업의 집적정도가 종사자 수 기준 3.32(전국 1위), 사업체 수 기준 2.09(전국 2위)로 매우 높다.

총 120개의 시스템반도체 관련 기업이 모여 있으며 후공정 분야에는 35개 기업이 소재하는 등 향후 시스템 반도체 거점 지역으로 발전 가능성이 높다.

산업집적도 정도, 가격경쟁력, 후공정 산업 육성 의지 등을 비교했을 때 시스템반도체 육성을 위한 여건은 충북이 전국에서 가장 우수하다고 볼 수 있다.

국내 시스템반도체 후공정 분야를 발전시키려면 정부 지원이 절실하다.

시스템반도체 산업의 경쟁력을 높이기 위해서는 팹리스, 파운드리 뿐 아니라 후공정 산업을 육성시키는 전략이 필요하지만 정부의 시스템반도체 육성 전략에는 후공정 산업에 대한 지원책이 거의 없는 실정이다.

여기에 경쟁국들은 정부차원의 대규모 투자로 후공정 분야의 점유율을 압도적으로 끌어올리는 중으로 우리나라도 신속한 대책이 필요한 상황이다.

후공정 산업 발전을 위해선 △시스템반도체 후공정 플랫폼 구축으로 일괄공정 기업지원 강화 △시스템반도체 후공정 기술개발 사업으로 중소기업 육성 △국내기업의 제품생산 지원으로 기술 상용화 추진 △시스템반도체 제품 다변화로 수요연계 신산업 창출 지원 등이 필요하다.

이를 위해 충북은 △국내 시스템반도체 후공정 One-Stop Service 인프라 구축 △시스템반도체 후공정 산업의 지속가능한 기술력 확보 △시스템반도체 후공정 산업 생태계 활성화 전략을 추진한다는 계획이다.

충북의 최종 성과목표는 △시스템반도체 패키징 실증 서비스 제공(실증센터 구축) △테스트·신뢰성평가 분석 서비스 제공 △세계적 수준의 시스템반도체 후공정 R&D수행 및 기업 맞춤형 인력 양성에 따른 양질의 일자리 창출 등이다.

이어 '성공적인 시스템반도체 후공정 플랫폼 구축을 위한 국가와 충북도의 역할' 주제발표에나선 안기현 한국반도체산업협회 상무는 "4차 산업혁명으로 반도체 산업 전반에 지각 변동이 올 것이며 이는 우리에게도 새로운 기회가 왔다는 뜻"이라고 강조했다.

4차 산업혁명으로 시스템반도체 기술은 저전력, 초경량, 초고속, 유연화로 급속 진화할 것으로 전망된다.

시장은 새로운 수요 창출로 품목이 더욱 다양화하고 시스템반도체 생태계는 협업, 융합 가속화, 생태계 중요성 증대 등이 예상된다.

안 상무는 후공정 플랫폼의 성공적 구축을 위해선 사업기획 측면에서 △명분(사업의 필요성과 경제성) △목표(기술개발·산업육성) △대상(시스템반도체 설계기업·후공정 기업) △역할(지원·선도)을 명확히 해야 한다고 주장했다.

이와 함께 진행과정에서 다수의 공감도 필요하다고 덧붙였다.

운영적인 측면에선 △접근성(교통, 숙박 등 사용자의 접근 동기 제공) △만족성(사용자의 편의성 제고, 전문가의 기술 지원) △경제성(운영 인력의 가용성을 통한 시설 가용성 제고) △연계성(타 관련 인프라와 연계성 제고, 사용기업과의 강한 관계 구축)이 필요하다고 말했다.

주제발표에 이어 엄낙웅 한국전자통신연구원 전 ICT소재부품연구소장을 좌장으로 전문가 토론이 진행됐다.

패널로는 주제발표자 2명과 김구성 강남대학교 교수, 김동순 한국산업기술평가관리원 PD, 박종원 산자부 반도체디스플레이과장이 참여했다.

박 과장은 "우리나라가 반도체 산업 세계 1등을 계속 이어가기 위해선 전반적인 산업능력을 키워야 한다"고 강조했다.

그는 "4월 말 시스템반도체 육성 전략 발표를 하면서 메모리에 치우친 반도체 생태계를 시스템반도체까지 이어가고 키우겠다 발표한 바 있다"며 "우리는 기술, 연계성이 부족한 실정이다. 팹리스와 파운드리의 연계성 강화와 패키징과 테스팅 분야 인력양성 부분도 정부가 관심을 갖고 노력해야 한다고 생각한다"고 말했다.

이어 "얼마 전 10년간 1조원 규모의 시스템반도체 관련 예타가 결정됐는데 패키징 등 후공정 분야에도 관심을 가지고 투자하려고 생각 중"이라며 "앞으로 후공정 시장이 굉장히 커질 것으로 예상된다. 미국, 중국, 대만 등 세계적 기업들이 후공정 분야를 잡고 있지만 우리나라가 치고나갈 수 있는 가능성 충분히 있다고 생각한다"고 덧붙였다.

그러면서 "충북에서도 이런 분야에 포커스를 맞춰서 육성안을 마련 중으로 안다"며 "정부도 함께 노력하겠다"고 말했다.

김 PD는 "최근 국내 파운드리 업체들이 대량 생산을 위한 패키징 기술 확보의 필요성 느끼고 있다"며 "우리나라 패키지 기술은 미들엔드(중급 기술)는 경쟁력이 강하다고 볼 수 있으나 하이엔드(고급 기술)는 아직 갈 길이 있다고 보인다"고 분석했다.

그는 "시스템반도체가 고성능으로 넘어가고 신호를 주고 받는 속도도 많이 올라가는 상황에서 시스테반도체와 패키징을 하나로 묶어 주는 기술이 중요해지고 있다"며 "시스템반도체 경쟁력이 전체적으로 떨어지는 부분이 있는데 경쟁력 강화를 위해서도 인프라 등이 중요하다"고 덧붙였다.

이어 "지금은 대부분이 반도체를 설계해 미국이나 중국에서 생산하는 방식이기 때문에 국내 기업들은 테스트나 실험을 편하기 하기 어렵다"며 "국내 팹리스들이 자유롭게 실험할 수 있는 환경 구축도 중요하며 테스트도 국내에서 소화할 수 있는 인프라가 필요하다"고 덧붙였다.

또 "충북은 관련 기업들을 많이 보유하고 있어 유리하지만, 국내 패키지·테스트 업체들이 보다 경쟁력을 갖고 많은 시장을 확보할 수 있는 선행기술에 대한 고민이 필요해 보인다"며 "많이 부족한 미래지향적 기술 개발을 보완해야 한다"고 제안했다.

김 교수는 "우리나라는 시스템 후공정 분야에 신경을 덜 써 왔다"며 "최근 몇년 새 중국이 많이 치고 나갔다. 중국 정부가 주도해 패키징 전문 연구소를 설립했는데 팹리스와 디바이스 등을 모두 집약해 고객들의 니즈에 맞춰 제공한다"고 세계 시장에 대해 설명했다.

그는 "중국도 투자해 이정도까지 이뤄냈는데 우리는 아직"이라며 "충북도의 계획은 훌륭하다. 인프라가 갖춰져야 인력이 모여든다"고 충북도의 계획을 반겼다.

이어 "공정이든 패키징이든 우리나라가 기술을 개발하면 중국보다 더 빠르게 자리 잡을 것으로 생각한다"며 "인력 양성은 단기간에 해결할 수 있는 사안이 아닌 만큼 단계적으로 과정을 잘 마련해 최고 인력으로 자라나도록 해야 한다"고 덧붙였다.

배명식 기자 mooney7777@naver.com

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