대기업-중소기업 상생 협력으로 인력 문제 해결할 것
신소재, 피코 공정기술, 뉴로모픽 칩 기술 개발 목표

기존 전력의 1/1000배 소모하지만 성능은 1000배인 반도체, 뉴로모픽칩, 사물인터넷 기기에 인공지능을 탑재하는 엣지컴퓨팅 기술 개발이 추진된다.

지난 8일 산업통상자원부는 반도체 산업의 향후 주요 정책방향을 담은 ‘반도체/디스플레이 산업 발전전략’을 보고했다. 내용에 따르면 기존의 실리콘보다 효율성이 높은 탄화규소(SiC), 텔룰라이드(GST), 질화칼륨(GaN) 등 신소재에 대한 상용화 기술연구와 나노 단위를 초월하는 극미세 공정기술 연구 추진이 목표다.

손광준 산업기술평가관리원(KEIT) PD는 “4차 산업혁명의 시대가 되면서 기존의 집적화되고 크기가 핵심이었던 기술은 저전력, 초경량, 초고속의 방향으로 진화하고 있다. 소품종 대량생산의 시장도 새로운 수요가 창출되면서 품목이 다양해졌다”며 “개별화된 생태계도 협업과 융합이 가속화되는 방향으로 증대되고 있다”고 설명했다.

현재 반도체 시장의 주도권을 둘러싸고 여러 나라가 기술혁신에 박차를 가하고 있다. 미국은 메모리는 물론 시스템 반도체 분야 모두에서 높은 시장점유를 하고 있으며 뉴로모픽칩과 차세대메모리 개발에 열을 올리고 있다. 중국은 ‘반도체 굴기’를 선언하며 메모리 반도체에 집중 투자를 하는 상황이다. 일본도 예전보다는 경쟁력이 떨어졌다고는 하나 소재/장비 분야는 세계 최고의 경쟁력을 갖췄다.

국내 메모리 반도체 분야는 세계 시장에서 압도적이다. DRAM은 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론의 3강 독과점 체제를 이루고 있고 낸드도 삼성전자와 SK하이닉스가 절반이상의 시장을 차지하고 있다. 하지만 중국의 2019년 메모리반도체 진출이 예상되면서 공급과잉의 가능성이 점쳐지고 있다. 이에 현재의 경쟁력을 유지하기 위해서는 차세대 메모리 소자, 공정, 장비의 초격차전략이 필요하고 고급인력이 유출되는 것을 방지해야 한다.

메모리에 반해 시스템 반도체는 전반적으로 경쟁력이 취약하다. 손 PD는 “국내 기업의 시스템 반도체 시장점유율은 3%가 채 안된다”며 “차량용 반도체, 모바일 AP, 파워반도체 등 어느 생산품목에도 절대강자는 없다”고 전했다.

원천 기술이 없고 시스템 반도체를 하는 기업의 규모가 작은 것이 문제라고 지적했다. 인력부족과 해외 IP에 의존하는 것도 문제다.

소재/장비가 산업경쟁력의 핵심 요소임에도 불구하고 국내 시장의 경쟁력은 약하다. EUV용 첨단 소재인 PR, 펠리클, 블랭크마스크 등 원천기술이 부족하다. 글로벌 장비 기업이 없어 국산화율이 낮은 점도 문제다.

이에 산자부는 후발국과 5년 격차 유지/ 선진국과 격차 5년 극복이라는 ‘Gap 5’ 전략을 내놨다. 반도체 분야에 있어서 2022년까지 장비 국산화율 22%, 소재 국산화율 70%, 시스템반도체 점유율 6%, 월드챔프 장비기업 8개를 달성하겠다고 밝혔다.

‘2K 프로젝트’를 추진하고 수요산업 연계로 융합 신시장 개척, 대-중소 기업의 상생전략으로 소재 장비 기억 육성, 투자-일자리-우수인력의 선순환을 정착을 중점 추진 과제로 내세웠다.

2K 프로젝트는 기존 반도체 대비 1/1000전력으로 1000배 성능을 내는 반도체를 개발하는 것으로 SiC, GST, GaN 등 실리콘을 넘어서는 신소재 상용화 기술연구와 나노 단위를 넘는 피코 레벨 공정기술, 뉴로모픽 컴퓨팅 시스템을 개발이 목표이다. 창업부터 시제품 제작까지 라이프사이클을 지원하는 ‘시스템반도체 활성화 지원센터’도 올해 7월에 구축할 예정이다.

융합 신시장을 개척하기 위해 자동차, 가전, 에너지, 바이오, 기계 등 5대 분야의 상시 협력체계를 구축한다. 공동 R&D는 물론 국제표준 대응, 해외진출 등 공동 프로젝트를 추진한다. 고급 인력의 유출을 막기 위해 민관 협력으로 대학 기술인력 매칭, 창업 초기자금 지원, 반도체성장펀드 내 M&A 펀드 활용 등 투자애로를 파악하고 ‘정부합동 지원반'을 통해 애로 해소, 좋은 일자리 창출, 국내 추가투자의 선순환 구조를 정착시키겠다는 계획이다.

산업통상자원부 박영삼 전자부품과장은 “국내 주력 산업의 상황이 좋지 않다. 반도체는 그나마 괜찮은 편이지만 내실이 부족하다는 지적이 많다”며 “반도체 새로운 활로를 열 수 있도록 정부가 노력을 하겠다. 계획도 중요하지만 실행이 중요하다. 전략들이 잘 작동하도록 전력투구하겠다”고 밝혔다.