[세종=뉴스핌] 최온정 기자 = 인공지능(AI)·사물인터넷(IoT) 등에 필요한 핵심부품인 '시스템반도체' 시장의 성장세가 거세다. 현재 시장규모는 이미 250조원을 넘어섰으며 2023년에는 320조에 다다를 전망이다.

30일 산업통상자원부는 4차 산업혁명에 힘입어 시스템반도체 산업이 지속적으로 성장할 것으로 내다봤다. 광범위한 분야에 적용이 가능하고 다품종으로 생산되는 제품의 특성상 경기에 상대적으로 둔감하다는 이유에서다.

삼성전자 클린룸 반도체 생산현장. [사진=삼성전자]

시스템반도체는 데이터 연산·제어 등 데이터 처리기능을 수행하는 반도체로, 자율자동차와 AI, IoT 등의 생산에 필요한 핵심부품이다. 데이터를 단순 저장·기억하는 메모리반도체와는 대비된다.

◆ 지식재산(IP) 개발업체→팹리스→파운드리로 설계와 생산 분업화

시스템반도체 산업은 메모리반도체와 달리 설계와 생산이 분업화된 구조가 일반적으로 사용된다. 이러한 구조를 통해 다양한 설계를 시도할 수 있어 다품종 생산이 가능한 것이다.

시스템반도체 산업은 회사의 기능에 따라 지식재산(IP) 개발 회사·팹리스·파운드리·디자인하우스 등으로 구분된다. 먼저 IP개발 회사는 라이센스료와 로열티 수입을 주 수입원으로 하는 회사다. 반도체 설계에 필요한 지식재산을 개발하고 이를 팹리스 혹은 종합반도체회사에 제공하는 역할을 한다.

시스테반도체 산업 벨류체인(Value-Chain) [자료=산업통상자원부]

팹리스는 IP개발 회사의 지식재산을 이용해 반도체를 설계·개발하는 업체로 별도의 반도체 제조시설 없이 생산전문업체(파운드리)를 통해 반도체를 위탁생산한다. 퀄컴과 엔비디아 등이 이러한 유형에 속한다.

팹리스가 설계한 반도체는 생산공장을 보유한 파운드리가 넘겨받아 위탁생산을 진행한다. 팹리스가 설계한 회로데이터를 파운드리에서 쉽게 생산할 수 있도록 추가적인 설계 서비스를 제공하는 업체가 디자인하우스다.

한국에서는 이들 회사 중에서도 대량 설비를 필요로 하는 파운드리 시장의 규모가 가장 크다. 업계 1위인 삼성전자의 글로벌 반도체 파운드리 시장 점유율은 올 1분기 기준 19%로 세계 2위 수준이다. 

정부는 시스템반도체의 종합적인 육성을 위해 30일 삼성전자 화성사업장에서 '시스템반도체 비전 선포식'을 열고 육성전략을 공개했다. 이번에 공개된 육성전략은 반도체 개발의 각 과정에 참여하는 IP개발회사와 팹리스, 디자인하우스, 파운드리 등을 종합적으로 키운다는 내용을 골자로 한다.

주무부처인 산업통상자원부의 성윤모 장관은 "이번에는 IP개발기업부터 팹리스와 파운드리를 연결하는 디자인하우스 개발까지 종합적으로 진행한다"며 "수요기업과의 연계도 추진할 것"이라고 밝혔다.

◆ 점점 성장하는 시스템반도체 시장…2023년 시장규모 320조 전망

정부의 야심찬 계획에도 불구하고 한국의 시스템반도체 시장이 세계시장에서 점유율을 늘리는 것은 쉽지만은 않아 보인다. 세계시장 규모는 가파르게 성장하고 있으나 국내 시스템반도체 시장의 성장세가 아직 더뎌 전체 시장의 3%도 차지하지 못하고 있기 때문이다.

글로벌 시장조사 업체 IHS에 따르면 올해 시스템반도체 시장 규모는 1638억4500만달러가 될 전망이다. 원화로 환산하면 250억원이 넘는 규모로, 전체 반도체 시장(3723만8700만만달러)의 64%를 차지하고 있다.

화성캠퍼스 EUV 라인 전경. [사진=삼성전자]

IHS는 앞으로도 시스템반도체 시장 규모는 꾸준히 성장해 2023년에는 2777억2400만달러에 이를 것으로 분석했다. 한화로 따지면 320억원을 초과하는 금액이다. 전체 반도체 시장에서 차지하는 규모도 62% 내외를 유지할 것으로 내다보고 있다.

그러나 아직까지 한국에서 시스템반도체 시장 규모는 세계수준과 비교해 미미한 수준이다. 2018년 기준 한국의 시스템반도체 수출액은 264억7400만달러로 전체 시장(2465억7200만달러)과 비교하면 10분의1 수준이다.

매년 수출액은 증가하고 있으나 여전히 메모리반도체 수출액(940억7800만달러·작년 기준)의 4분의 1에도 못미친다. 수입액 기준으로 보면 2015년 이후 2017년을 제외하고는 계속해서 줄어드는 상황이다.

이와 관련해 성윤모 장관은 "2018년 기준 한국의 시스템반도체 시장이 세계에서 차지하는 비중은 3% 남짓"이라며 "글로벌 50대 팹리스 중 한국기업은 1개만 포함되는 등 성장이 정체돼 있다"고 설명했다.

그러면서도 그는 "그러나 자동차·가전·IoT 등 국내 수요가 많이 늘어나고 있어 국내 수요를 기반으로 캐치업(따라잡기) 하기에 유리할 것으로 본다"며 "특히 한국은 세계최초로 5G를 상용화하면서 이에 따른 응용 가능성도 넓어지고 있다"며 긍정적으로 평가했다.

onjunge02@newspim.com