(토론) 한국 반도체산업의 현황과 경쟁력 제고 방안 > 보고서

“ 차세대 메모리 기술개발을 다시 시작하자.”

‘미래 메모리 반도체 위원회’ 발족, 10년 계획 작성 추진해야

생산시설 구축 지체되면 경쟁력 갖추기 어려워

‘메모리 반도체 지식재산권 활용 특별위원회’ 구성을

정부, 신규로 반도체 인력양성 사업(2016년) 추진해 R&D 지원

◈ 박재근 석학교수(한양대학교 융합전자공학부)

1. 메모리 반도체 초 기술격차 2025년을 준비하자.  정부, 국회, 산·학·연이 머리를 맞대고 10년 뒤인 2025년에도 세계 디램 시장 점유율 70% 이상 그리고 세계 낸드플래시 메모리 시장 점유율 50% 이상을 유지하기 위해 메모리 반도체 초 기술격차 2025년을 준비해야한다. 이를 위해 정부, 국회, 대학 및 연구기관, 기업 등이 참여하는 ‘미래 메모리 반도체 위원회’를 발족하고, 위원회가 마련한 미래대책은 중앙정부, 지방정부, 시민단체, 대학과 출연연, 기업에서 구체적 10년간 시행 계획을 작성하고 실행에 옮겨야한다.

2. 차세대 메모리 기술개발을 다시 시작하자.

미국, 일본, 중국에서 시작하고 있는 3차원 크로스바 메모리, 뇌신경모방 메모리 소자, 사물인터넷향 메모리 기술의 정부, 기업, 대학의 공동개발의 조속한 추진이 필요하다. 특히 이러한 차세대 메모리 원천기술은 고위험 및 고수익 사업 특성으로 장기간 소요되고 많은 R/D 인력이 필요하기 때문에 정부와 국회가 나서 적극 지원해야 한다.

3. 국내 반도체 장치와 반도체 재료 사업의 제2도약을 추진하자.

최근 수년간 정부의 반도체 중소·중견기업의 R/D 및 사업화 지원 감소로 반도체 장치 및 재료 사업 국산화율은 정체되고 있다. 정부 주도로 세계적 경쟁력 확보가 가능한 잠재력 있는 반도체 장치 및 재료 분야의 중소·중견 기업 발굴을 위해 초기 R/D 원천기술 사업지원과 세계 1, 2위 메모리 업체인 삼성전자와 SK하이닉스에서 기술상용화 및 평가 지원을 받을 수 있다면 우리나라에 제 2차 반도체 장치 및 재료 사업 육성 붐이 일어날 것이다.

4. 차세대 메모리 반도체 고급인력 양성 10년 계획을 수립하고 시행하자

 정부가 주도하고 삼성전자와 SK하이닉스가 지원하는 차세대 메모리 반도체의 설계·소자·공정·재료·소프트웨어 분야의 석·박사 고급 인력 양성 프로그램을 조속히 만들어야 하고, 최소한 국내 10개 대학에 대학당 매년 10명의 석·박사 인력을 배출하는 인력양성 프로그램을 10년간 추진해야 한다.

5. 중국메모리반도체 시장진입에 따른 국내 산·학·연 보유 지식재산권 권리강화하자.

국내 산·학·연에서 메모리 반도체 관련 등록된 특허를 많이 보유하고 있어, 보유한 특허를 중국 메모리 반도체 산업 진입에 따라 어떻게 활용할 것인가에 대한 국가적 대응이 필요하다. 이를 위해 산업자원통상부, 특허청, 산(삼성전자, SK하이닉스)·학·연 전문가가 참여하는 국가지식재산위원회 내 메모리 반도체 지식재산권 활용의 특별위원회를 구성해야 한다.

◈ 안기현 박사(한국반도체산업협회 상무)

1. 국내 반도체생산량 중에서 가장 많은 비중을 차지하는 DRAM(4Gb)의 현물가격이 지속적으로 하락하고 있고,수출도 위축되고 있다. 뿐만 아니라 DRAM 수요성장의 주축을 담당했던 PC 및 프리미엄 스마트폰의 성장 둔화, 신규 어플리케이션 부재 등으로 세계 메모리반도체 시장규모가 축소될 것으로 보여 내년도 전망도 부정적이다.

2. ( 생산시설 구축 지연) 한국반도체의 제1의 경쟁력은 속도였다. 그러나 이러한 속도가 점점 느려지고 있다. 이유는 첫째가 국민들의 관심 부족이다. 생산 공장을 구축하는 데까지 환경적 이유와 지역적인 이유 등으로 시간이 자꾸 지체되고 있어 문제다. 또한 내부적으로 첨단 제조기술이 세계에서 가장 빨리 개발되기 위해서는 제조기술과 제조시설구축에 필요한 장비와 제조에 필요한 소재, 그리고 각종 부분품들이 높은 수준에서 국내에서 자체적으로 순환될 수 있는 구조가 될 수 있도록 해야 한다. 

3. ( 중국의 위협) 중국은 정부의 지원정책에 힘입어 시스템반도체분야가 가장 빠르게 성장하는 분야로 손꼽히고 있으며 자국 내 막대한 수요를 기반으로 시스템반도체 제품의 설계, 제조 및 연관 산업간 분업화된 산업 구조를 구축하고 있다. 이미 모바일용 AP분야의 경우 글로벌 기업과 경쟁하는 수준으로 성장하였다. 그리고 세계적 경쟁력을 갖추고 있고, 우리반도체산업의 80%를 차지하는 메모리반도체산업분야도 중국이 진출하려고 하고 있다.

4. (창업부터 성장까지 가는 기업성장의 생태계 파괴) 국내 시스템반도체산업은 1993년도 Fabless 출현을 시작으로 1998년 IMF시기 대기업출신 인력의 Fabless창업이 본격화되면서 2002~2006년까지 단기간 급성장을 이루었으나 2010년 이후 인력확보, 투자, 신 시장 창출의 한계로 성장률이 감소하고 있다. 특히, 그동안 국내 시스템반도체산업은 우리 정부의 R&D지원을 통해 2003년 세계시장점유율 1.9%(24억불)에서 2014년 4.3%(90억불)로 성장하는 등 산업발전기반 조성했으나 글로벌 수준의 경쟁력을 확보하지 못해 프로세서, 자동차 반도체, 전력반도체 등 핵심품목은 여전히 대부분 수입에 의존하고 있을 정도로 경쟁력이 부족하다.

5. (인재유입의 부족) 반도체는 고급인력이 경쟁력의 핵심요소로서 인력 부족 현상이 심화될 경우 반도체산업 전반의 경쟁력 약화로 연결될 가능성이 높다. 그동안 다양한 정부정책을 통해 전문인력 양성에 상당한 성과를 이뤄냈으나, 일부 대기업만의 수요만 맞출 뿐이다.  대학에서 반도체 관련 과목이 개설 뿐 아니라 반도체를 전공하고자 하는 대학원생이 더욱 많아져야 한다. 이를 위하여 정부뿐만 아니라 민간 주도의 인력양성사업이 필요할 것이다. 

6. (한국반도체산업의 수익성) 단기적으로 나빠질 것으로 전망된다. 장기적으로 반도체산업의 수익성은 시장이 수요공급에 따라 결정이 되기 때문에 주기적으로 등락이 있다. 이를 활용하기 위해서는 반도체 산업 내 장비/소재 산업의 육성과 함께 대기업 고급 퇴직 인력이 장비/소재 기업으로 유입되는 선순환적 인력구조를 만들어야 한다.

◈ 홍성주 부사장(SK하이닉스 미래기술연구원장)

1. 업계입장에서 보면 우리 기업들은 Global 업체 대비 규모가 영세하며 원천기술에 대한 해외 의존으로 핵심 분야의 경쟁력은 낮은 상태이다. 세계 반도체 장비 시장은 400억달러 규모(2015년)로  미국, 유럽 및 일본이 세계시장을 장악하고 있으며 한국업체의 10% 이다. 또 한국은 대형 소자기업이 위치해 있어 세계 장비 시장의 20% (대만에 이어 2위)를 차지하고 있고  장비업체의 꾸준한  R&D 투자를 통하여 개발능력을 확대해 나가고 있지만 핵심 원천기술의 해외의존으로 성장 한계에 직면해 있다.

2. Global 업체 대비 한국의 장비산업 경쟁력 63% 수준으로 정착, 세정, CMP 분야는 일정부분 경쟁력을 확보하였으나  Litho(노광/트랙), Ion Implanter, MI 분야의 한국 업체는 거의 전무한 실정이며 Global 업체와의 경쟁을 위해서는 공정 원천기술 개발 필요하다.

3. 소재산업은 세계 반도체 재료 시장은 $550억 달러 (2015)규모로 미세화에 따른 단위 공정 수 증가 등의 영향으로 지속 상승 중이며 일본, 미국 및  유럽의 다국적 소재 대기업이 시장을 장악하고 있다.  한국업체의 점유율 약  11%에 불과하다.

특히 세정, 식각 Chemical  분야 및 후공정 소재의 국산화율은 비교적 양호하나  Litho(Blank Mask/PR), Gas, Target 분야는 원천기술 미확보 (Royalty 지급)로 해외 의존도가 여전히 높아 원천기술 확보가 시급한 상황이다.

4. 한국반도체산업의 수익성을 보면 SK하이닉스와 삼성전자의 지난 3분기 영업이익률은 각각 29.5%, 29.1% 로 세계 최고 수준이다. 매출액 Top 10 업체 중 2014년 대비 2015년 실적 증가가 예상되는 IDM 업체는 국내 양사가 유일하다. 이는 2011년 한국의 Memory 시장점유율 50% 돌파 이후 Memory 사업의 호조에서 기인한다.

5. 그러나 수익성의 한계에 직면할 여지가 크다. Memory는 2016년부터 다시 마이너스 성장이 예상돼 위험이 상존하는 사이클에 접어들었다.또 중국업체들의 공격적인 M&A 및 중국과 대만업체들의 “국공합작(國共合作)” 움직임 등 외부 요인까지 고려하면 더 이상 우리나라 반도체산업이 수출 1위의 효자산업으로서 유지하기 어려운 상황이다.

6. 따라서 반도체산업의 중흥을 위해서는 Memory는 반도체 전체 산업의 Technology Driver의 역할로 지속적인 기술경쟁력 유지가 필요하며 System IC는 기술역량과 함께 시장 및 생태계를 이해하는 사업역량 확보가 중요하며 시간이 필요하다. 아울러 산업의 기본 토양인 학계의 인력 양성은 시급하면서도 중/장기적인 안목으로 지속적인 지원이 필요하다. 

◈ 김용래 국장 (산업통상자원부 소재부품산업국)

1. 국내 반도체산업은 ‘반도체산업 재도약 전략’('13.10) 등 정부의 다각적 지원과 업계의 노력으로 시장점유율은 상승했으나, 시스템반도체 생태계 활성화와 글로벌 경쟁력 확보에는 부족했다는 평가를 받는다. 우리나라의 시스템반도체 세계 시장점유율은 2003년 1.9%에서 2014년 4.3%로 늘어(90억불)났으나, 팹리스들의 품목이 휴대폰과 디스플레이 분야 소수품목에 한정*되어 있고, 신규 창업도 크게 감소하고 있다.

2. 시스템반도체산업 생태계의 구심점 역할을 하는 파운드리산업을 살펴보면, 국내 파운드리 4곳(IDM 2곳 포함) 중 토종 팹리스들의 성장을 지원하는 역할은 미흡하다. 특히 국내 파운드리가 생산할 수 있는 품목이 협소(IP 부족)해 국내 팹리스들은 절반 이상의 물량을 TSMC 등 해외 파운드리에 위탁하고 있는 실정이며, 파운드리 입장에서도 국내 팹리스 고객 물량이 협소해 적극적인 투자를 하지 못하고 있다.

3. 따라서 정부는 반도체산업의 고질적인 고급인력 부족 문제 해소를 위해 미래반도체소자 개발사업(‘13~’19년 500억), 반도체인력양성사업('16년 신규, 40억) 등 인력양성 프로그램을 확대해나갈 계획이며,  메모리분야 핵심인력의 활동 저변 확대를 위해, 산학협력중점교수 채용 등 다양한 퇴직인력 활용방안도 검토하고 있다.

또  미래 성장가능성이 높은 센서, 웨어러블 디바이스, 전력반도체 등 신산업분야에서 우리기업들의 기술력 제고를 위해 R&D 지원도 강화해 나갈 계획이며, 외국산 반도체장비 의존도(현재 약 80%)를 낮추기 위해, 반도체 장비 R&D 지원도 지속해나갈 계획이다.  

“ 차세대 메모리 기술개발을 다시 시작하자.”

‘미래 메모리 반도체 위원회’ 발족, 10년 계획 작성 추진해야

생산시설 구축 지체되면 경쟁력 갖추기 어려워

‘메모리 반도체 지식재산권 활용 특별위원회’ 구성을

정부, 신규로 반도체 인력양성 사업(2016년) 추진해 R&D 지원

◈ 박재근 석학교수(한양대학교 융합전자공학부)

1. 메모리 반도체 초 기술격차 2025년을 준비하자.  정부, 국회, 산·학·연이 머리를 맞대고 10년 뒤인 2025년에도 세계 디램 시장 점유율 70% 이상 그리고 세계 낸드플래시 메모리 시장 점유율 50% 이상을 유지하기 위해 메모리 반도체 초 기술격차 2025년을 준비해야한다. 이를 위해 정부, 국회, 대학 및 연구기관, 기업 등이 참여하는 ‘미래 메모리 반도체 위원회’를 발족하고, 위원회가 마련한 미래대책은 중앙정부, 지방정부, 시민단체, 대학과 출연연, 기업에서 구체적 10년간 시행 계획을 작성하고 실행에 옮겨야한다.

2. 차세대 메모리 기술개발을 다시 시작하자.

미국, 일본, 중국에서 시작하고 있는 3차원 크로스바 메모리, 뇌신경모방 메모리 소자, 사물인터넷향 메모리 기술의 정부, 기업, 대학의 공동개발의 조속한 추진이 필요하다. 특히 이러한 차세대 메모리 원천기술은 고위험 및 고수익 사업 특성으로 장기간 소요되고 많은 R/D 인력이 필요하기 때문에 정부와 국회가 나서 적극 지원해야 한다.

3. 국내 반도체 장치와 반도체 재료 사업의 제2도약을 추진하자.

최근 수년간 정부의 반도체 중소·중견기업의 R/D 및 사업화 지원 감소로 반도체 장치 및 재료 사업 국산화율은 정체되고 있다. 정부 주도로 세계적 경쟁력 확보가 가능한 잠재력 있는 반도체 장치 및 재료 분야의 중소·중견 기업 발굴을 위해 초기 R/D 원천기술 사업지원과 세계 1, 2위 메모리 업체인 삼성전자와 SK하이닉스에서 기술상용화 및 평가 지원을 받을 수 있다면 우리나라에 제 2차 반도체 장치 및 재료 사업 육성 붐이 일어날 것이다.

4. 차세대 메모리 반도체 고급인력 양성 10년 계획을 수립하고 시행하자

 정부가 주도하고 삼성전자와 SK하이닉스가 지원하는 차세대 메모리 반도체의 설계·소자·공정·재료·소프트웨어 분야의 석·박사 고급 인력 양성 프로그램을 조속히 만들어야 하고, 최소한 국내 10개 대학에 대학당 매년 10명의 석·박사 인력을 배출하는 인력양성 프로그램을 10년간 추진해야 한다.

5. 중국메모리반도체 시장진입에 따른 국내 산·학·연 보유 지식재산권 권리강화하자.

국내 산·학·연에서 메모리 반도체 관련 등록된 특허를 많이 보유하고 있어, 보유한 특허를 중국 메모리 반도체 산업 진입에 따라 어떻게 활용할 것인가에 대한 국가적 대응이 필요하다. 이를 위해 산업자원통상부, 특허청, 산(삼성전자, SK하이닉스)·학·연 전문가가 참여하는 국가지식재산위원회 내 메모리 반도체 지식재산권 활용의 특별위원회를 구성해야 한다.

◈ 안기현 박사(한국반도체산업협회 상무)

1. 국내 반도체생산량 중에서 가장 많은 비중을 차지하는 DRAM(4Gb)의 현물가격이 지속적으로 하락하고 있고,수출도 위축되고 있다. 뿐만 아니라 DRAM 수요성장의 주축을 담당했던 PC 및 프리미엄 스마트폰의 성장 둔화, 신규 어플리케이션 부재 등으로 세계 메모리반도체 시장규모가 축소될 것으로 보여 내년도 전망도 부정적이다.

2. ( 생산시설 구축 지연) 한국반도체의 제1의 경쟁력은 속도였다. 그러나 이러한 속도가 점점 느려지고 있다. 이유는 첫째가 국민들의 관심 부족이다. 생산 공장을 구축하는 데까지 환경적 이유와 지역적인 이유 등으로 시간이 자꾸 지체되고 있어 문제다. 또한 내부적으로 첨단 제조기술이 세계에서 가장 빨리 개발되기 위해서는 제조기술과 제조시설구축에 필요한 장비와 제조에 필요한 소재, 그리고 각종 부분품들이 높은 수준에서 국내에서 자체적으로 순환될 수 있는 구조가 될 수 있도록 해야 한다. 

3. ( 중국의 위협) 중국은 정부의 지원정책에 힘입어 시스템반도체분야가 가장 빠르게 성장하는 분야로 손꼽히고 있으며 자국 내 막대한 수요를 기반으로 시스템반도체 제품의 설계, 제조 및 연관 산업간 분업화된 산업 구조를 구축하고 있다. 이미 모바일용 AP분야의 경우 글로벌 기업과 경쟁하는 수준으로 성장하였다. 그리고 세계적 경쟁력을 갖추고 있고, 우리반도체산업의 80%를 차지하는 메모리반도체산업분야도 중국이 진출하려고 하고 있다.

4. (창업부터 성장까지 가는 기업성장의 생태계 파괴) 국내 시스템반도체산업은 1993년도 Fabless 출현을 시작으로 1998년 IMF시기 대기업출신 인력의 Fabless창업이 본격화되면서 2002~2006년까지 단기간 급성장을 이루었으나 2010년 이후 인력확보, 투자, 신 시장 창출의 한계로 성장률이 감소하고 있다. 특히, 그동안 국내 시스템반도체산업은 우리 정부의 R&D지원을 통해 2003년 세계시장점유율 1.9%(24억불)에서 2014년 4.3%(90억불)로 성장하는 등 산업발전기반 조성했으나 글로벌 수준의 경쟁력을 확보하지 못해 프로세서, 자동차 반도체, 전력반도체 등 핵심품목은 여전히 대부분 수입에 의존하고 있을 정도로 경쟁력이 부족하다.

5. (인재유입의 부족) 반도체는 고급인력이 경쟁력의 핵심요소로서 인력 부족 현상이 심화될 경우 반도체산업 전반의 경쟁력 약화로 연결될 가능성이 높다. 그동안 다양한 정부정책을 통해 전문인력 양성에 상당한 성과를 이뤄냈으나, 일부 대기업만의 수요만 맞출 뿐이다.  대학에서 반도체 관련 과목이 개설 뿐 아니라 반도체를 전공하고자 하는 대학원생이 더욱 많아져야 한다. 이를 위하여 정부뿐만 아니라 민간 주도의 인력양성사업이 필요할 것이다. 

6. (한국반도체산업의 수익성) 단기적으로 나빠질 것으로 전망된다. 장기적으로 반도체산업의 수익성은 시장이 수요공급에 따라 결정이 되기 때문에 주기적으로 등락이 있다. 이를 활용하기 위해서는 반도체 산업 내 장비/소재 산업의 육성과 함께 대기업 고급 퇴직 인력이 장비/소재 기업으로 유입되는 선순환적 인력구조를 만들어야 한다.

◈ 홍성주 부사장(SK하이닉스 미래기술연구원장)

1. 업계입장에서 보면 우리 기업들은 Global 업체 대비 규모가 영세하며 원천기술에 대한 해외 의존으로 핵심 분야의 경쟁력은 낮은 상태이다. 세계 반도체 장비 시장은 400억달러 규모(2015년)로  미국, 유럽 및 일본이 세계시장을 장악하고 있으며 한국업체의 10% 이다. 또 한국은 대형 소자기업이 위치해 있어 세계 장비 시장의 20% (대만에 이어 2위)를 차지하고 있고  장비업체의 꾸준한  R&D 투자를 통하여 개발능력을 확대해 나가고 있지만 핵심 원천기술의 해외의존으로 성장 한계에 직면해 있다.

2. Global 업체 대비 한국의 장비산업 경쟁력 63% 수준으로 정착, 세정, CMP 분야는 일정부분 경쟁력을 확보하였으나  Litho(노광/트랙), Ion Implanter, MI 분야의 한국 업체는 거의 전무한 실정이며 Global 업체와의 경쟁을 위해서는 공정 원천기술 개발 필요하다.

3. 소재산업은 세계 반도체 재료 시장은 $550억 달러 (2015)규모로 미세화에 따른 단위 공정 수 증가 등의 영향으로 지속 상승 중이며 일본, 미국 및  유럽의 다국적 소재 대기업이 시장을 장악하고 있다.  한국업체의 점유율 약  11%에 불과하다.

특히 세정, 식각 Chemical  분야 및 후공정 소재의 국산화율은 비교적 양호하나  Litho(Blank Mask/PR), Gas, Target 분야는 원천기술 미확보 (Royalty 지급)로 해외 의존도가 여전히 높아 원천기술 확보가 시급한 상황이다.

4. 한국반도체산업의 수익성을 보면 SK하이닉스와 삼성전자의 지난 3분기 영업이익률은 각각 29.5%, 29.1% 로 세계 최고 수준이다. 매출액 Top 10 업체 중 2014년 대비 2015년 실적 증가가 예상되는 IDM 업체는 국내 양사가 유일하다. 이는 2011년 한국의 Memory 시장점유율 50% 돌파 이후 Memory 사업의 호조에서 기인한다.

5. 그러나 수익성의 한계에 직면할 여지가 크다. Memory는 2016년부터 다시 마이너스 성장이 예상돼 위험이 상존하는 사이클에 접어들었다.또 중국업체들의 공격적인 M&A 및 중국과 대만업체들의 “국공합작(國共合作)” 움직임 등 외부 요인까지 고려하면 더 이상 우리나라 반도체산업이 수출 1위의 효자산업으로서 유지하기 어려운 상황이다.

6. 따라서 반도체산업의 중흥을 위해서는 Memory는 반도체 전체 산업의 Technology Driver의 역할로 지속적인 기술경쟁력 유지가 필요하며 System IC는 기술역량과 함께 시장 및 생태계를 이해하는 사업역량 확보가 중요하며 시간이 필요하다. 아울러 산업의 기본 토양인 학계의 인력 양성은 시급하면서도 중/장기적인 안목으로 지속적인 지원이 필요하다. 

◈ 김용래 국장 (산업통상자원부 소재부품산업국)

1. 국내 반도체산업은 ‘반도체산업 재도약 전략’('13.10) 등 정부의 다각적 지원과 업계의 노력으로 시장점유율은 상승했으나, 시스템반도체 생태계 활성화와 글로벌 경쟁력 확보에는 부족했다는 평가를 받는다. 우리나라의 시스템반도체 세계 시장점유율은 2003년 1.9%에서 2014년 4.3%로 늘어(90억불)났으나, 팹리스들의 품목이 휴대폰과 디스플레이 분야 소수품목에 한정*되어 있고, 신규 창업도 크게 감소하고 있다.

2. 시스템반도체산업 생태계의 구심점 역할을 하는 파운드리산업을 살펴보면, 국내 파운드리 4곳(IDM 2곳 포함) 중 토종 팹리스들의 성장을 지원하는 역할은 미흡하다. 특히 국내 파운드리가 생산할 수 있는 품목이 협소(IP 부족)해 국내 팹리스들은 절반 이상의 물량을 TSMC 등 해외 파운드리에 위탁하고 있는 실정이며, 파운드리 입장에서도 국내 팹리스 고객 물량이 협소해 적극적인 투자를 하지 못하고 있다.

3. 따라서 정부는 반도체산업의 고질적인 고급인력 부족 문제 해소를 위해 미래반도체소자 개발사업(‘13~’19년 500억), 반도체인력양성사업('16년 신규, 40억) 등 인력양성 프로그램을 확대해나갈 계획이며,  메모리분야 핵심인력의 활동 저변 확대를 위해, 산학협력중점교수 채용 등 다양한 퇴직인력 활용방안도 검토하고 있다.

또  미래 성장가능성이 높은 센서, 웨어러블 디바이스, 전력반도체 등 신산업분야에서 우리기업들의 기술력 제고를 위해 R&D 지원도 강화해 나갈 계획이며, 외국산 반도체장비 의존도(현재 약 80%)를 낮추기 위해, 반도체 장비 R&D 지원도 지속해나갈 계획이다.