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시스템 반도체 시장의 중요성....... 한국의 도전과 과제

시스템 반도체의 부가가치와 국가 경제의 미래
팬리스 생태계 구축을 위한 전략적 투자 필요성
 K-반도체의 미래, 시스템 반도체에 달려 있다

유경남 기자 | 기사입력 2024/10/07 [19:06]

시스템 반도체 시장의 중요성....... 한국의 도전과 과제

시스템 반도체의 부가가치와 국가 경제의 미래
팬리스 생태계 구축을 위한 전략적 투자 필요성
 K-반도체의 미래, 시스템 반도체에 달려 있다

유경남 기자 | 입력 : 2024/10/07 [19:06]

시스템 반도체는 메모리 반도체와는 본질적으로 다른 기술적 특성을 가지고 있으며, 다양한 산업에서 광범위하게 활용되는 필수적인 기술이다. 시스템 반도체는 주로 연산과 제어 기능을 담당하며, 정보 저장에 주력하는 메모리 반도체와는 달리, 클라우드 컴퓨팅, 자율주행차, 5G 통신, 스마트 가전 등 다양한 분야에서 핵심 역할을 수행한다. 이는 AI 기술의 발전과 더불어 다양한 산업의 자동화와 디지털화가 가속화됨에 따라 그 중요성이 더욱 부각되고 있다. 

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▲ 팬리스(fabless) 기업의 부재에서 찾을 수 있다. 메모리 반도체의 경우 삼성전자와 SK하이닉스와 같은 대형 IDM(Integrated Device Manufacturer) 기업이 직접 설계와 생산을 모두 담당하는 방식으로 운영되고 있다. 이러한 IDM 방식은 메모리 반도체 시장에서 한국이 압도적인 경쟁력을 가지게 한 중요한 요인이었다. 하지만 시스템 반도체 시장에서는 이와 다른 구조가 필요하다.    (사진=sbs뉴스화면 캡쳐)

 

이러한 시스템 반도체의 역할은 단순히 반도체 산업 내의 기술 혁신을 넘어서 국가 경제 전반에도 지대한 영향을 미친다. 시스템 반도체가 발전하고 활용이 확대될수록 다양한 첨단 산업이 함께 성장하며 국가 경제에 활력을 불어넣기 때문이다. 그럼에도 불구하고 한국은 시스템 반도체 분야에서 아직 두드러진 성과를 거두지 못하고 있다. 이는 한국 반도체 산업이 메모리 반도체에 치중한 구조적 문제와 밀접한 연관이 있다.

 

그렇다면 왜 한국은 시스템 반도체 시장에서 부진할까? 그 이유는 팬리스(fabless) 기업의 부재에서 찾을 수 있다. 메모리 반도체의 경우 삼성전자와 SK하이닉스와 같은 대형 IDM(Integrated Device Manufacturer) 기업이 직접 설계와 생산을 모두 담당하는 방식으로 운영되고 있다. 이러한 IDM 방식은 메모리 반도체 시장에서 한국이 압도적인 경쟁력을 가지게 한 중요한 요인이었다. 하지만 시스템 반도체 시장에서는 이와 다른 구조가 필요하다.

 

시스템 반도체는 그 특성상 메모리 반도체와는 다른 방식으로 생산된다. 이 시장에서는 설계와 생산이 분리되는 구조가 주를 이루며, 이를 팬리스 구조라고 한다. 팬리스 기업들은 반도체 칩 설계를 전문으로 하는 회사들로, 이들은 설계만을 담당하고 실제 생산은 파운드리 기업에 위탁하는 구조로 운영된다. 다시 말해, 시스템 반도체는 다품종 소량 생산이 주를 이루기 때문에 메모리 반도체처럼 IDM 방식으로 대규모 생산을 하는 것보다, 팬리스 구조를 통해 효율적으로 생산되는 것이 더 유리하다.

 

그러나 한국은 팬리스 생태계가 제대로 구축되지 않은 상태이다. 한국에는 메모리 반도체 산업을 선도하는 삼성전자와 SK하이닉스가 존재하지만, 시스템 반도체 설계 전문 기업의 숫자는 매우 적다. 이는 결국 한국이 시스템 반도체 시장에서 글로벌 경쟁력을 가지지 못하는 주요 원인 중 하나로 작용하고 있다. 현재 한국에는 약 150개의 팬리스 기업이 존재하지만, 그중에서도 글로벌 시장에서 주목받을 만한 성장을 이룬 기업은 손에 꼽을 정도다. 팬리스 생태계의 부재는 결과적으로 시스템 반도체 시장에서의 경쟁력을 떨어뜨리고 있으며, 이는 국가 경제에 있어 큰 위협 요소로 작용할 수 있다

 

 

시스템 반도체 시장은 그 규모와 부가가치 면에서 메모리 반도체를 훨씬 상회한다. 전문가들은 시스템 반도체 시장이 메모리 반도체 시장의 세 배에 달할 것이라고 전망하고 있으며, 이는 AI 기술과 4차 산업 혁명이 가속화됨에 따라 더욱 확실해지고 있다. 특히 자율주행차, 스마트 가전, IoT, 5G 통신 등의 신산업에서 시스템 반도체의 중요성이 날로 커지고 있다. 이러한 기술들은 국가 경제의 미래 성장 동력을 책임질 핵심 산업들로, 시스템 반도체의 발전 없이는 이들 산업의 발전 또한 기대하기 어렵다.

 

시스템 반도체는 클라우드 컴퓨팅 및 AI 기술을 기반으로 다양한 산업군에서 활용되고 있으며, 이는 시스템 반도체의 성장 가능성을 더욱 크게 만들고 있다. AI 기술의 발전에 따라 인공지능 시스템을 운영하고 연산하는 데 필수적인 시스템 반도체의 수요는 지속적으로 증가하고 있다. 예를 들어, 자율주행차는 주행 중에 실시간으로 수많은 데이터를 처리하고 분석해야 하는데, 이는 고성능의 시스템 반도체가 아니면 불가능하다. 또한 5G 통신의 확산은 더욱 빠르고 안정적인 데이터 처리가 가능한 시스템 반도체의 수요를 증가시키고 있으며, 스마트 가전 역시 시스템 반도체의 도움을 받아 보다 똑똑한 기능을 수행할 수 있게 되었다.

 

한국이 이러한 첨단 산업에서 경쟁력을 확보하기 위해서는 시스템 반도체 시장에서의 기술력 확보가 필수적이다. 메모리 반도체의 경쟁력만으로는 앞으로의 산업 전반에 걸친 변화를 주도하기 어려우며, 시스템 반도체가 새로운 성장 동력으로 자리잡아야 한다. 이를 위해 한국은 팬리스 생태계를 적극적으로 구축하고, 시스템 반도체 분야의 기술력을 확보하는 데 주력해야 한다.

 

팬리스 생태계 구축을 위한 전략적 투자 필요성

 

한국이 시스템 반도체 분야에서 경쟁력을 확보하기 위해서는 팬리스 생태계의 구축이 시급하다. 이를 위해서는 정부와 기업이 협력하여 설계 인프라를 구축하고, 시스템 반도체 전문 인력을 양성하는 것이 필수적이다. 현재 한국의 반도체 교육 시스템은 주로 메모리 반도체와 관련된 기술을 중심으로 이루어지고 있기 때문에, 시스템 반도체 설계와 관련된 인력을 양성하는 교육 프로그램이 필요하다.

 

또한 팬리스 기업들이 성장할 수 있도록 정부 차원의 정책적 지원이 필요하다. 미국과 대만, 중국 등 글로벌 반도체 강국들은 이미 팬리스 기업에 대한 적극적인 지원을 아끼지 않고 있으며, 이를 통해 시스템 반도체 시장에서의 경쟁력을 강화하고 있다. 한국도 이러한 글로벌 경쟁에 뒤처지지 않기 위해서는 팬리스 기업들이 자립할 수 있는 환경을 조성해야 하며, 이를 위한 연구 개발(R&D) 투자와 산업 지원이 필수적이다.

 

특히, 한국이 주목해야 할 부분은 NPU(Neural Processing Unit)와 같은 차세대 시스템 반도체 기술이다. NPU는 AI 연산에 특화된 반도체로, CPU나 GPU보다 훨씬 더 효율적으로 인공지능 시스템을 운영할 수 있게 해준다. AI 시대가 도래함에 따라 NPU의 중요성은 더욱 커질 것으로 예상되며, 한국이 이 분야에서 경쟁력을 확보할 수 있다면 글로벌 시장에서의 입지도 강화될 것이다.

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 K-반도체의 미래, 시스템 반도체에 달려 있다

 

한국은 이미 메모리 반도체 분야에서 글로벌 강국으로 자리매김했지만, 진정한 반도체 강국이 되기 위해서는 시스템 반도체 시장에서의 경쟁력 확보가 필수적이다. 시스템 반도체는 AI, 자율주행, 5G 등 첨단 산업 전반에 걸쳐 필수적으로 사용되며, 국가 경제의 미래 성장 동력을 책임질 핵심 기술이다. 그러나 한국은 여전히 팬리스 생태계가 부족한 상황이며, 시스템 반도체 시장에서의 점유율 확대를 위해서는 정부와 기업의 전략적인 투자가 절실하다.

 

팬리스 기업의 부재는 한국 시스템 반도체 시장의 부진을 초래한 주요 원인이며, 이를 해결하기 위한 정책적 지원과 교육 인프라 구축이 필수적이다. 또한 NPU와 같은 차세대 시스템 반도체 기술에 대한 연구 개발이 지속되어야만, 한국이 4차 산업 혁명과 AI 시대에 맞는 기술력을 확보할 수 있을 것이다. 앞으로 한국이 진정한 반도체 강국으로 거듭나기 위해서는 시스템 반도체 시장에서의 혁신적인 발전이 반드시 필요하다. 

 

K-반도체의 미래는 이제 시스템 반도체에 달려 있으며, 이를 위해 모든 역량을 집중해야 한다.

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