한국 반도체 산업 2025년 중국과 전면전

- 실질적 1위는 인텔사, 차세대 반도체 개발에 역량 집중해야 유지된다

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한국 경제의 효자 노릇을 하고 있는 반도체 산업에 대해 일각에서는 위기가 올 수 있다고 경고 있다. 한때 세계를 주름 잡았던 조선해양 산업의 추락처럼 반도체 산업 역시 충분히 흔들릴 가능성이 존재한다는 것이다.
 
실질적 1위는 인텔(Intel)

현재 삼성전자, SK 하이닉스 등이 세계 반도체 시장의 2/3을 독점하고 있는 것은 메모리 반도체 시장이다. 메모리 반도체는 쉽게 말해 반도체 기판 중 정보 기억 및 저장이 목적이며 비메모리 반도체는 정보처리가 목적인 반도체이다.

우리나라의 주 생산 메모리 반도체는D-RAM(dynamic random access memory)이다. D-RAM은 임의 접근 기억 장치(램, Random Access Memory)의 한 종류로서 정보를 구성하는 개개의 비트를 각기 분리된 축전기(Capacitor)에 저장하는 기억 장치이다. 전자를 누전해서 기억정보를 잃는 다른 반도체와는 다르게 D-RAM은 기억장치의 내용을 일정시간마다 재생시키는 특징을 갖고 있다.

그러나 메모리 반도체보다 더 큰 부분을 차지하고 있는 비메모리 반도체가 존재한다. 비메모리 반도체가 부가가치가 더 높은 이유는 아이폰을 예로 들 수 있다.
 
아이폰을 이루고 있는 반도체의 비율은 메모리 반도체와 비메모리 반도체가 약 2:8의 비율을 이루고 있다. 비율을 보았을 때 약 4배가량 비메모리 반도체가 메모리반도체에 비해 많은 부분을 차지하고 있다.

글로벌 금융전문 매체 인베스토페디아(Investopedia)에 따르면 2000년부터 2016년까지 반도체 산업의 점유율이 지난 16년 동안 미국의 인텔(intel)사가 1위를 차지하고 있다고 보도했다. 메모리 반도체는 삼성이 1위를 차지하고 있지만 비메모리와 메모리를 통합적으로 고려했을 때 미국의 인텔(intel)사가 실질적인 점유율이 가장 높았다. 

또한 현재 10위권 안에 위치하고 있진 않지만 반도체 설계분야에서 칭화유니그룹(Tsinghua Unigroup Ltd, 紫光集团有限公司)을 포함한 중국의 11개 회사가 50위권 내에 위치하고 있어 성장 가능성을 점쳤다. 

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▲출처: AVCJ리서치

중국의 반도체 산업 전망 ‘중국제조2025’

현재 단기적으로 봤을 때 삼성전자 및 SK하이닉스가 반도체 시장에서 우위를 점하고 있지만 중·장기적으로 봤을 때 2배 이상의 투자율을 보이는 중국이 우위를 점할 가능성이 충분히 존재한다는 것이다. 

블룸버그(Bloomberg)매체는 2017-2019년의 한국의 반도체 공장이 3곳인 것에 비해 중국의 가동예정 반도체 공장이 중국 1위의 반도체 설계회사인 칭화유니그룹을 포함 15곳이라고 보도했다. 또한 칭화유니그룹은 최근 32단 3차원 낸드플래시 개발에 성공했다고 전했다. 낸드플래시는 전원이 꺼져도 한번 저장한 정보는 사라지지 않고 10년을 버틸 수 있는 메모리를 말한다.

유진투자증권 분석자료에 따르면 2013년 8월 3D NAND 양산을 발표한 삼성전자는 1Q14부터 중국에서 본격적으로 생산하였다. 삼성전자는 2014년 세계최초로 32단 낸드플래시를 선보였다. 삼성의 3D NAND 시장에서의 독주가 시작된 것이다. 데이터의 대용량화와 데이터들의 막대한 유통이라는 산업의 흐름에 맞춰 3D NAND에 선제적인 투자에 나선 삼성전자는 후발업체들과의 기술격차를 3년 이상으로 벌려놓았다. 

삼성전자가 처음으로 양산한 3차원 수직구조 NAND 플래시메모리(3D Vertical NAND, 3D V-NAND)는 셀구조를 수평에서 수직으로 변화시킨 것이다. 즉, 선폭을 줄여 생산량을 높이는 경쟁에서 이제는 셀구조를 적층해서 용량을 늘리는 경쟁으로 전환했다는 의미이다.

하지만 중국은 삼성전자가 낸드플래시를 선보인지 3년 만에 3차원 낸드플래시를 개발했다. 이는 중국의 반도체 시장이 엄청난 성장률을 보이고 있다는 것을 알 수 있다.

IT News 이선 전문위원은 “현재 중국에서 반도체 산업에 약 100조원을 투자하고 있으며, 그에 반해 한국은 삼성전자 약 37조원, SK 하이닉스 약 10조원 등 약 47조원의 금액을 투자하고 있다”고 말했다.

현재 한국이 중국에 비해 반도체 산업에서 우위를 점하고 있지만 투자비용과 공장비율, 또는 현재 중국의 성장률로 보았을 때 몇 배 이상의 투자율과 공장을 보유하고 있는 중국이 한국의 반도체 산업뿐 아니라 미국의 인텔사 까지도 위협할 수 있을 것으로 예상된다. 

중국의 반도체 산업 전략

글로벌 반도체 회사인 삼성전자, Intel, TI, ASE, SK하이닉스와 중국의 반도체 산업비율을 팹리스, 파운드리, OSAT, 소재, 설비에서 비교해 보자. 

먼저 각 용어의 정의를 말하자면, 팹리스(Fabless)란 자사에 생산설비를 갖지 않고 외부의 협력기업에 생산을 100% 위탁하는 반도체업체이다. 제조설비 관리와 제조기술 개발에 필요한 비용을 부담하지 않기 때문에 반도체 설계와 관련된 연구개발에 집중할 수 있으며, 특수 용도의 고부가가치 반도체를 소량으로 생산하는 업체가 많다. 

파운드리(foundry)란 다른 업체가 설계한 반도체를 생산해서 공급해 주는 수탁 반도체 제조업체이다. 제조설비를 보유하고 있지 않은 여러 업체의 요구로 반도체 칩을 대량으로 제조함으로써 설비 운영이나 연구 개발을 효율적으로 할 수 있다. 즉, 파운드리와 팹리스는 다른 개념이다.

OSAT(Outsourced Semiconductor Assembly and Test)란 반도체 조립과 테스트 외주를 전문으로 하는 기업을 말한다. 

반도체 소재 및 설비는 반도체 시장에서 공급되는 소재와 설비를 말한다. NH투자증권 리서치 센터는 중국은 2015년 약 100억 달러의 소재와 설비 시장을 보유하였고, 2020년 이후에는 약 200억 달러의 시장규모를 갖게 될 것으로 조사했다.

현재 글로벌 반도체 회사의 각 분야별 비율은 팹리스 약20%, 파운드리 약45%, OSAT 약14%, 소재 약12%, 설비 약9%를 보인다. 

하지만 중국은 팹리스 약24%, 파운드리 약8%, OSAT 약40%, 소재 약4%, 설비 약2%를 보인다. 글로벌 반도체기업과 비교해 보았을 때, 파운드리와 OSAT부분에서 글로벌 기업들과 높은 차이를 볼 수 있다. 

왜 중국은 글로벌 기업에 비해 파운드리의 비율은 낮고 OSAT의 비율은 높은 것인가? 중국은 아직 독자적인 반도체 생산기술이 부족하며, 성장세에 있는 단계이기 때문에 이미 높은 기술과 생산능력을 보유하고 있는 글로벌 기업과 차별화된 비율을 보이는 것으로 예상된다.   

중국이 반도체 산업에서 높은 성장률을 보이며 앞으로의 전망이 기대되는 이유는 반도체 시장의 높은 진입장벽을 뛰어넘을 내수시장을 갖고 있다는 점에 주목한다. 세계인구의 약20%가 중국에 밀집되어 있으며 그에 따른 내수시장이 강력하다.  

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▲삼성전자의 세계 최대 규모 평택 반도체 라인(출처: 삼성전자)

결론

현재 세계 반도체 시장에서 5위권 내에 위치하고 있는 SK하이닉스는 중장기 성장을 강화하기 위해 보다 적극적인 투자와 M&A 전략이 필요하다. 2016년 SK하이닉스는 외부적으로 세계경기 둔화에 따른 DRAM산업 약화와 내부적으로는 20nm 공정전환 차질 및 3D NAND 투자라는 변수 속에서 어려움을 겪었다. 하지만, 20nm 공정전환에 어려움을 보이던 SK하이닉스는 2Q16 이후 수율을 확보하면서 원가개선에 본격적으로 나서게 되었다. 

SK하이닉스는 3D NAND시장에 성공적으로 진입하기에는 아직 입지가 확고하지 못하다고 판단된다. SK하이닉스가 DRAM시장과 3D NAND시장에서 시장지배력을 더욱더 강화하기 위해서는 공격적인 투자에 나서야 하는 동시에 해외업체들에 대한 M&A에 적극적으로 대처해야 한다고 판단한다.

이외에도 한국은 메모리 반도체에만 국한하지 않고, 비메모리 반도체에도 R&D영역 및 생산비율을 확장하여 진정한 반도체 산업 1위 국가로 도약할 필요가 있다. 

IT NEWS 김들풀 편집장은 “중국정부에서는 반도체산업에 높은 투자율과 많은 공장지분을 바탕으로 무서운 성장세를 보이고 있지만, 현재 삼성전자 및 SK하이닉스를 포함 한국의 반도체 시장 성장률은 상승세를 보이고 있다”며. “업계에서는 2017년 처음으로 삼성전자가 반도체 산업에서 인텔을 제치고 1위를 할 가능성이 높다. 또한 삼성전자가 차세대 인공지능에 대비한 유기 반도체에도 적극적으로 투자하고 있어 준비는 끝난 것으로 보인다”고 전망했다. 

따라서 한국은 굳건한 반도체 산업을 유지하면서 꾸준히 연구·개발 및 생산을 이룬다면 앞으로 반도체 시장전망은 그리 어둡지 않을 것으로 예상된다. 


참고 

  • IDM / Foundry / Fabless / OSAT| 작성자 habilis1016
  • blog.daum.net/cgan14/4597
  • www.metroseoul.co.kr/news/newsview?newscd=2015012700026#cb
  • China LAB
  • www.ranker.com/list/semiconductor-companies/reference
  • blog.naver.com/semieri/220844274073
  • terms.naver.com/entry.nhn?docId=73392&cid=43667&categoryId=43667
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  • NH투자증권 리서치센터

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▲서정욱 학생기자(전북대학교 항공우주공학)
[전북대 서정욱 학생기자, wjddnr5543@naver.com]