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삼성전자 133조원 통 큰 투자…'시스템 반도체'가 뭐기에

메모리 반도체 1위 삼성…시스템 반도체 시장에선 고전
'메모리·비메모리·시스템' 반도체 차이는?
치열해지는 팹리스· 파운드리 경쟁에 '반도체 비전 2030' 승부수

머니투데이방송 조은아 기자2019/04/24 17:38



삼성전자가 지난해 180조원 대규모 투자계획에 이어 또다시 통 큰 투자 계획을 내놨다. 지난해 발표가 인공지능, 5G, 바이오, 반도체 중심의 전장 부품 등 4대 미래 성장 사업에 대한 투자계획이었다면, 이번엔 '시스템 반도체'에 집중 투자한다.

24일 삼성전자는 2030년까지 시스템 반도체 분야 연구개발과 생산시설 확충에 133조원을 투자하겠다고 밝혔다. 전문인력만 1만5,000명을 채용한다. 삼성전자는 '시스템반도체' 투자를 통해 메모리를 넘어 시스템 반도체에서도 글로벌 1위를 달성하겠다는 목표다.

■ 메모리 반도체 시장 1등이지만…비메모리 반도체 시장에선 고전하는 삼성

삼성전자는 메모리 반도체 시장의 1위로 군림하며 '초격차'를 보여왔다. 전세계 메모리 반도체 시장에서 삼성전자가 차지하는 비중은 45.5%(2018년 3분기 기준)에 달할 정도다.

반면, 비메모리 반도체 시장에서의 삼성의 존재감은 미미하다. 인텔, 퀄컴, 엔비디아 등 미국 기업들이 비메모리 반도체 시장을 장악하고 있다.

반도체 시장에서 메모리 반도체와 비메모리 반도체 비중은 3:7로 비메모리 반도체 비중이 훨씬 크다. 시장조사업체 가트너에 따르면 지난해 반도체 시장 매출에서 65.2%가 비메모리 분야에 해당된다.

현재 삼성전자의 반도체 사업 매출을 살펴보면 80%가 메모리반도체에 해당될 정도로 쏠림현상이 심한 상황이다. 4차산업혁명의 핵심기술로 떠오르는 인공지능, 빅데이터, 자율주행 등의 중심에는 비메모리 반도체가 있는만큼 비메모리 반도체 분야 투자가 절실히 필요한 상황이다.

■ 메모리·비메모리·시스템 반도체 차이는?

반도체는 크게 메모리 반도체, 시스템 반도체, 광개별소자 등으로 구분된다. 국내에선 시스템반도체와 광개별 소자를 묶어 비메모리 반도체로 통칭하고 있다.

메모리 반도체는 정보를 저장하고 기억하는 제품으로 D램과 낸드플래시가 대표적이다.

D램은 저장용량이 크고 속도가 빠르지만 전원이 꺼지면 기억된 정보가 사라지는 반도체로 주로 컴퓨터의 주력 메모리로 사용된다. 낸드플래시는 한 번 저장된 정보는 전원이 끊겨도 10년 정도는 유지되지만 속도가 느리다.

삼성전자는 1974년 한국반도체 지분을 인수하며 반도체 사업을 시작한 이후 1992년 64메가 D램을 세계 최초로 개발하며 D램 시장 1위에 올랐다. 2002년엔 낸드플래시 분야에서도 1위를 달성했으며 줄곧 메모리 반도체 세계 1위 자리를 지켜왔다.

삼성전자 엑시노스9 /사진=삼성전자

시스템 반도체는 컴퓨터나 통신기기, 가전기기, 차량 등의 '두뇌'에 해당되며 정보를 해석하고 계산해 처리하는 역할을 한다. 컴퓨터의 중앙처리장치(CPU)나 스마트폰의 애플리케이션 프로세서(AP)가 대표적이다.

삼성전자는 주로 스마트폰과 관련된 시스템 반도체에 투자를 해왔다. '엑시노스'가 대표적인 작품으로 올해 세계 최초로 5G 스마트폰을 출시하면서 5G 모뎀칩인 '엑시노스 모뎀 5100'과 관련 칩 등을 묶어 '5G 모델 솔루션'을 선보이기도 했다.

여기에 지난해 10월 차량용 반도체 브랜드인 '엑시노스 오토'를 공개했고, 올해 1월엔 아우디에 엑시노트 오토V9 공급계약을 체결한 바 있다.

광개별소자 반도체로는 이미지센서와 같은 센서가 해당된다. 삼성전자는 소니가 지배하고 있는 이미지센서 시장을 공략하기 위해 자체 3D센서 칩을 개발해 대응하고 있다.

■ 치열해지는 팹리스· 파운드리 경쟁

삼성전자의 '반도체 비전 2030'은 팹리스와 파운드리 시장을 겨냥한 투자이기도 하다.

시스템반도체 산업은 생산공정 과정으로 살펴보면 설계→생산→조립·검사 단계로 이뤄지는데 이 때 어떤 역할을 맡느냐에 따라 팹리스와 파운드리로 나눠볼 수 있다. 팹리스는 공장없이 반도체 설계와 판매를, 파운드리는 팹리스가 주문한 내용을 토대로 반도체를 생산한다.

삼성전자 화성캠퍼스 EUV 라인 /사진=삼성전자

지난해 전세계 팹리스 시장은 매출의 68%를 미국 회사들이 독식하고 있다. 그 다음이 대만(16%)으로 중국(13%), 유럽(2%), 일본(1%) 순으로 한국은 1% 미만에 불과하다.

국내 팹리스 시장은 사실상 고사 상태다. 국내 팹리스 업계는 국내 팹리스 상위기업 10곳 중 5곳이 지난해 적자 상태일 정도다. LG그룹 계열사인 실리콘웍스 정도만 영업이익 558억원을 올렸을 뿐 텔레칩스, 제주반도체, 어보브반도체 등 상위 기업 3곳의 영업이익은 100억원이 채 되지 않는다.

파운드리 시장 상황 역시 녹록치 않다. 전세계 파운드리 시장의 시장 점유율은 매출 기준으로 TSMC가 48.1%로 가장 앞서고 있다. 삼성전자는 8.4%로 2위다. 약 40% 가까운 격차가 나는 셈이다. 삼성전자 외 국내 업체로는 DB하이텍과 SK하이닉스시스템IC가 있지만, 이들의 시장점유율은 1% 안팎 수준이다.

이에 삼성전자는 업계 최초로 7나노 EUV 공정 양산에 성공하는 등 업계 1위인 대만의 TSMC를 넘어서기 위한 노력에 한창이다.

더불어 삼성전자는 국내 팹리스 업체를 지원하는 등 상생협력을 통해 한국 시스템 반도체 산업생태계를 강화한다. 팹리스를 지원해 파운드리까지 이어지는 선순환을 이끌어내기 위해서다.

국내 중소 팹리스 고객들이 제품 경쟁력을 강화하고 개발기간도 단축할 수 있도록 인터페이스IP, 아날로그 IP, 시큐리티(Security) IP 등 삼성전자가 개발한 IP(Intellectual Property, 설계자산)를 지원한다. 또한, 보다 효과적으로 제품을 개발할 수 있도록 삼성전자가 개발한 설계/불량 분석 툴(Tool) 및 소프트웨어 등도 지원할 계획이다.

삼성전자는 반도체 위탁생산 물량 기준도 완화해, 국내 중소 팹리스업체의 소량제품 생산을 적극적으로 지원할 계획이다.또한 국내 중소 팹리스 업체의 개발활동에 필수적인 MPW(Multi-Project Wafer)프로그램을 공정당 년 2~3회로 확대 운영한다.

삼성전자는 국내 디자인하우스(설계 서비스) 업체와의 외주협력도 확대해 나갈 계획이다.


[머니투데이방송 MTN = 조은아 기자 (echo@mtn.co.kr)]

조은아기자

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IT업계 전반을 취재합니다. 세상의 기술(技術)을 기술(記述)하겠습니다.

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