10년 후 한국 반도체는 살아남을 수 있을까.

10년 후 한국 반도체는 살아남을 수 있을까. 반도체 패권전쟁    필자 이주환의 이어지는 글이다. 미국이 반도체, 이차전지에 목메는 이유·팬데믹이 부른 물류 대란은 취약한 2차 산업 기반이 야기한 물류 대란이었다. 미국은 자원이 풍부하여 광물과 식량은 문제가 없었다. 반면 부분품이건 완제품이건 공산품의 수급이 큰 문제였다. 미국 주요 수입국 10곳 중 6곳이 아시아에 있으니, 서부 항만의 물동량이 가장 많다. 수출입의 엄격한 방역으로 하역 작업이 지연되어 통관이 안되자 비용이 3배로 늘어났다. 미국은 아웃소싱 생산기지의 한계를 절감하였다. 전략적인 독자적 공급망을 구축하려 한다. 따라서 글로벌 시대의 종말이 다가왔다. 4차 산업혁명 시대란? 산업혁명은 에너지로 구분한다. 1차 산업혁명은 바람, 소, 말의 동력 사용에서 증기기관으로, 2차 산업혁명은 전기가 동력으로 컨베이어벨트 시스템의 연속 일관 공정 시스템이다. 3차 산업혁명은 전자공학과 IT를 자동화 생산에 활용하기 시작한다. 4차 산업혁명의 정의는 CPS Cyber Physical System (사이버 물리 시스템) 이 본격적으로 도입되어 부품, 장비 간의 네트워크를 통해 생산활동이 가능해짐을 말한다. 이 생산방식을 추구하기 위해서는 핵심 부품은 반도체일 수밖에 없다. 정보 통신 기술의 진보가 가져온 산업 간 융합으로 과거엔 개념만 존재하다 비즈니스를 현실화시켜 준 정보, 통신, 기술 진보가 있었다. 이를 ICT Information Communication Technology라고 한다. 이는 하나의 기술이 아니라 모든 산업에 필수적인 인프라의 성격이 크고 융합 측면에서 볼 때 산업 간의 결합을 가능케 해주는 촉매제다. 세상은 빠르게 모바일화, 디지털화되고 있다. 이 진보는 대부분 ICT의 기술로 ‘테스크 탑’ PC가 1세대이고 2000년 후는 노트북이 등장한다. 이차전지가 자동차 납 축전지에서 카세트용 Ni-Cd 전지였다가 노트북의 등장으로 리튬 이온 계열의 이차전지가 주력 제품으로 나선다. 반도체 혁신이 우리의 생활 변화를 주도했다. 단순 전화기를 소형 컴퓨터로 탈바꿈시킨 것은 모바일 운영 시스템인 AP Application Processor의 등장에 기인한다. AP는 PC의 COU역할을 하는 반도체다. 우리 생활의 크고 작은 영향을 미치는 변화를 SW 측면에서 보면 공통점은 바로 디지털화와 모바일화이다. 한국 반도체의 취약점, 정부나 언론에서 반도체를 메모리와 비메모리로 구분하는데, 이 세상에 비메모리라는 반도체는 존재하지 않는다. 반도체 종류는 7가지인데 개별 반도체, 광학, 센서, 아날로그, 로직 IC, 마이크로프로세서, 메모리이다. 시스템 반도체를 대부분 사람이 비메모리 반도체와 같이 쓰는데 실체가 없다. 아마도 메모리란 단어만 들어본 비전문가가 메모리를 제외한 나머지 반도체를 가리키는 용어로 쓰는듯하다.'라고 필자는 강력히 주장한다. 로직 IC와 마이크로프로세서 정도가 시스템 운영 기능을 지닌 반도체다. 인체의 코, 눈, 입과 같은 감각기관이다. 반면 아날로그 반도체는 빛, 소리, 열 등 자연 현상을 디지털로 전환해주는 역할을 한다. 개별 반도체는 단순한 독립 기능을 지닌 반도체다. 따라서 시스템의 두뇌 역할은 로직 IC와 마이크로프로세서다. 로직 IC에 속하는 것이 통신 칩, 그래픽 가속기 GPU이다. 스마트폰 모바일 기기의 두뇌는 AP이고, 통신 칩은 하위 개념이다. 컴퓨터의 두뇌는 CPU이고 GPU는 하위 개념이다. 로직 IC의 비중이 높아진 것도 GPU 시장이 커졌기 때문이다. 대표적으로 엔비디아의 AI 칩들은 GPU가 중요한 역할을 하기 때문이다. 미래의 인공지능 칩은 세 가지로 연구되고 있다. GPU를 기반으로 연구하는 그룹과 CPU나 NPU( 신경망 반도체) 를 기반으로 연구하는 그룹이 있다. 반도체 분류 7종 중에 광학 Opto, 센서/엑추에이터, 개별 Discrete를 묶어 ‘OSD 시장’이란 표현을 쓰기도 하는데, 이 시장은 일본이 강세이다. 일본의 소니와 샤프가 1, 2위다. 이 시장은 아직 기회의 땅이라 필자는 주장한다. 아날로그 반도체 시장은 독과점이 심하지 않지만, 미국 기업이 완전히 장악한 상태란다.  한국 반도체 산업의 발전을 위해서는 메모리 비중을 낮추고 비메모리 비중을 높여야 하는 이유는 비메모리 시장이 3배 큰 것도 이유지만, 메모리 산업은 변동성이 너무 커서 리스크가 있다는 점이다. 구조조정은 메모리 시장에서 일어난다. 비메모리 반도체라는 것은 공식적인 통계가 집계되는 실체가 있는 시장은 아니다. 분석을 위해 개별, 광학, 센서, 아날로그, 마이크로프로세서, 로직 IC, 등 6개 분야의 통계를 임의 합산하여 임으로 비메모리라는 분야를 만든 것이다. 로직 IC는 통신, 자동차, 가전, 산업, 건강관리 분야에서 주로 사용된다. 시장 비중은 32.3%로 규모가 가장 크다. 연평균 성장률도 8.4%다. 반도체 분야 중 두 번째로 높으며 변동성은 반도체 시장 평균 10.3%다. 마이너스 성장을 할 확률은 13.6%로 가장 낮다. 만약 국가 차원에서 반도체 포트폴리오를 조정한다면 메모리 비중을 40% 미만으로 낮추고 로직 IC 비중은 최소 30% 이상, 그리고 광학 및 센서 비중 20%, 아날로그 비중 10% 정도로 가져갔으면 좋겠다고 필자는 주장한다. 메모리 산업의 종말이 다가온다. 사람이나 동물이나 성장과 노쇠한 성장 곡선이 있듯이 시장도 산업의 5단계 생애 주기가 있다. 성장 속도를 감지하고 이를 통해 미래를 예측하고 또 준비해야 한다. 둔화기를 지나면 네 번째 변곡점이 나타난다. 이 변곡점을 지나는 순간 시장은 성장을 멈추고 축소한다. 기업은 자연스레 출구전략을 수립한다. 적자 기업은 사업 매각을 추진할 것이다. 현재 LED 산업이 그 구간에 있다. 휴대폰 사업도 가까운 장래에 비슷한 운명에 처할 듯 보인단다. 세상에 LED TV가 선보인 시점이 2002년이고 스마트폰 등장한 시점이 2008년이라고 하면 둘 사이는 6년의 시차가 있다. 삼성디스플레이는 2020년에 LED 철수 선언을 했다. 2030년 경이면 상당수 휴대폰 제조 업체가 사업 포기를 결정할 듯합니다. 13억 명의 내수 시장을 가진 중국은 존속할 가능성이 높지만, 결국 인도 시장을 장악하는 기업이 살아남을 것이란다. 기존 수요를 넘어서는 새로운 수요, 메모리 반도체가 성장을 이끈 첫 수요는 PC였다. 메모리 1차 파동이 있었고, PC 시장이 세 번째 변곡점에 도달할 때 스마트폰이 등장했다. 스마트폰 성장이 둔화하기 시작할 때 기업의 데이터센터 수요가 폭발한다. PC, 스마트폰, 데이터 센서는 기존의 수요와 상관없이 발생한 새 수요였다. 10년 내 둔화기를 앞둔 DRAM과 NAND 시장이 두 자릿수 성장을 이어가고 있는 실정이다. 2024년 퀄컴이 인텔을 인수한다는 루머가 전 세계를 떠들썩하게 했다. 30년을 반도체 1위 자리를 지키던 인텔이 실적 악화로 주식이 폭락하더니 이제는 인수·합병 대상에 언급된 것이 충격이었다. 실제 여부는 확인되지 않았다. 반도체 1위 자리는 엔비디아로 넘어갔다. 엔비디아는 펩리스 기업이다. 이는 반도체 패권이 하드웨어 기업에서 소프트웨어 기업으로 이동하는 현실의 사례이다. 그동안 제조 역량에 패권을 유지했던 국가들은 이제 새로운 전환점을 맞아 위기에 직면했다고 볼 수 있다. 대만은 ‘마이텍’이 있고, 중화권은 싱가포르에 ‘브로드컴’이 있다. 일본은 ‘소프트뱅크’가 있고 영국은 ARM을 보유하지만, 한국은 문제다. 이 시대에는 한국이 준비가 안 돼 가장 위험한 상태다. 2024년 미·중 무역전쟁이 본격적으로 발발했다. 중국이 갈륨, 게르마늄, 안티늄 등의 광물의 대비 수출 금지 조치했다. 그리고 중국은 엔비디아의 반독점 조사를 시작한다고 발표했다. 미·중 간의 무역전쟁 격화처럼 한일 간 무역분쟁이 벌어져 주요 품목에 대한 수출 금지가 내려지면 어떻게 될까? 한국 반도체 산업은 멈출지도 모른다. 소재, 장비에 대한 의존도는 매우 의존도가 높고 일본의 의존도가 높다. 그동안 한국의 반도체 소 부장 국산화에 많은 노력을 기울였지만, 아직 갈 길이 멀다. 한국의 장비 업체 중에는 삼성전자 자회사인 ‘세메스 SEMAS’가 10위 권이다. 중국 반도체 굴기의 미래, 중국은 자본, 기술, 인력, 장비 등 반도체 산업 육성에 4요소를 차근히 확보하고 있다. 중국은 무역 흑자를 기록하는 나라이지만, 수입해야 하는 품목이 원유, 반도체, 철광석이다. 원유와 철광석은 어쩔 수 없지만, 반도체는 10년간 180조 원을 투자해 자급률을 50%까지 끌어올려 해마다 250조 원을 절약할 수 있으니 1년 만에 투자비를 회수한 셈이다. 여기에 중국몽을, 저지를 위한 미국의 전략을 보자. 표면적으로는 미국 안보에 대한 위협이 반도체, 통신장비, 소프트웨어 관련 미국의 대중 제제 이유이다. 중국의 통신 제품 내에는 백도어 back door 같은 해킹 프로그램이 설치되어 있고 중국에 반도체를 팔면 군사적인 목적으로 전용된다는 논리다. 현재까지 미국은 자신이 주장하는 어떤 안보 관련 물증을 제시한 적이 없다. 그럼에도 정치적인 압박이 경제적으로 구체화하는 힘이 있기 때문이다. 한국 반도체가 10년 후에 살아남으려면 특정 고객에 대한 의존도를 낮추는 것이다, 여기서 고객은 지역과 국가로 중국과 중화권이다. 두 번째는 제품 믹스의 다양화이다. 이 세상에 존재하는 모든 디지털 제품에는 반도체가 들어간다는 뜻이다. 세 번째는 SW의 능력을 키우는 것이다. 즉 설계 능력이 미래 반도체의 핵심 역량이다. 그렇다면 정부와 기업이 인재 육성이 미래 전략의 핵심이라고 필자는 주장한다. 2025.05.05.반도체 패권전쟁이주완 지음EDEN HOUSE 간행