반도체 강국 한국.

사실상 이 말은 메모리반도체 분야에 국한된 이야기다. 한국은 메모리반도체 분야에서 압도적인 1위지만 시스템반도체 분야에서는 8년째 3% 수준에 머물고 있다.

시장조사업체 옴디아에 따르면 한국의 시스템반도체 분야 전세계 시장 점유율은 2015년 3.6%에서 이후 쭉 2020년 2.9%, 2021년 3.0%, 2022년 3.1%로 3%대 수준을 벗어나지 못하고 있다.

정부의 ‘시스템반도체 육성전략’ 자료에 따르면 약 785조원으로 추산되는 전세계 반도체 시장 규모에서 시스템반도체는 60% 정도의 비중을 차지한다. 앞으로 인공지능(AI)과 자율주행 등 4차산업혁명으로 시스템반도체에 대한 수요가 폭발적으로 늘어날 것이 예상된다. 시스템반도체와 메모리반도체 비중의 격차는 더 늘어난다는 것.

그렇기 때문에 메모리반도체에 치중돼 있는 지금의 기형적인 구조에서 시스템반도체 분야의 경쟁력을 키워야 한다는 목소리가 나온다. 시스템반도체는 어느 한 기업이 잘 한다고 해서 그분야가 살아나는 것은 아니다.

국내 반도체 업계의 한 현직자는 이와 관련해 “팹리스와 파운드리 분야 그 외에 소부장(소재부품장비) 기업들은 유기적으로 연결되어 있다”라며 “어느 한 분야만 잘된다고 해서 반도체 생태계가 잘될 수 없다”고 설명했다.

시스템반도체 분야의 핵심은 칩을 설계하는 ‘팹리스’와 설계한 칩을 위탁 생산하는 ‘파운드리’로 ‘IP-팹리스-디자인하우스-파운드리-후공정’의 과정을 거치는 것이 시스템반도체의 밸류체인이다. 이처럼 시스템반도체의 과정은 철저히 분업화되어 있기 때문에 생태계 형성과 그 안에서의 협업이 그만큼 중요하다는 얘기다.

정부, 시스템반도체 생태계 강화 이행전략...전력-차량용-AI 등 3대 유망 반도체 기술 3조 2000억원 투자

시스템반도체의 이같은 특성은 육성방안 중 하나로 ‘시스템반도체 클러스터 조성’이 거론되는 배경이기도 하다. 시스템반도체 강국인 ‘대만’의 경우 반도체 생태계 조성을 통한 기업 간 협업 시스템이 구축되어 있다.

신주과학공업원구(신주과학단지)는 대만을 대표하는 파운드리 기업 TSMC와 대만의 국내 팹리스 기업들이 함께 성장할 수 있었던 환경적 요인이다. 신주과학공업원구에는 미디어텍, 노바텍과 같은 반도체 칩, 설계 제조 회사들이 모여 반도체 생태계를 구성하고 그 안에서 시스템 반도체를 만드는 협력체계가 톱니바퀴처럼 돌아간다.

이종환 상명대 반도체시스템공학과 교수는 “신주과학단지처럼 기업들이 모여서 반도체 단지를 조성하면 물리적 근접성을 통해 빠른 공정 업그레이드가 가능하고 지속적인 의사소통이 가능하다”라며 “신뢰적인 관계 구축을 통해 하나의 반도체 생태계가 만들어지는 것”이라고 설명했다.

시스템반도체 시장은 빠르게 성장 중이다. 시장규모가 2015년 270조 4317억원에서 지난해 476조 9441억원까지 76%가량 성장했다. 업계에서는 시스템반도체의 판이 커지는 만큼 격차를 줄이기 위한 정부의 전략이 필요하다는 이야기가 나온다.

정부는 지난 3월 ‘시스템반도체 생태계 강화 이행전략’에서 전력 반도체, 차량용 반도체, AI반도체 등 3대 유망 반도체 기술 분야에 3조 2000억원의 연구개발 투자를 추진하겠다고 밝힌 바 있다.

연구에서 개발부터 제품의 상용화까지 지원하는 설계·성능 검증 플랫폼 구축도 검토하고 수요 대기업과 팹리스가 계획 수립부터 구매 조건부로 반도체를 개발하는 대규모 수요연계 프로젝트를 건당 최대 80억원씩 지원하기로 했다.

이서규 한국팹리스산업협회 회장은 “시스템반도체는 4차산업혁명과 긴밀하게 연결돼 있다”라며 “한국에 반도체 생태계를 전체적으로 아우를 수 있는 시스템반도체 클러스터 조성이 필요하다”라고 강조했다.