[반도체] '세계에서 10년 뒤처졌다' 일본 반도체 산업에 불고 있는 '두 가지 순풍'이란?《국내 주요 프로젝트 일람표 포함》

[お持て成し]

'세계에서 10년 뒤처졌다' 일본 반도체 산업에 불고 있는 '두 가지 순풍'이란?《국내 주요 프로젝트 일람표 포함》/ 5/7(화) / 분슌 온라인

일본의 반도체 산업은 '세계로부터 10년 뒤떨어졌다'라고 불리는 상황이 계속되고 있었지만, 2024년은 2개의 훈풍을 이유로 '실리콘 열도 일본'의 개막의 해가 될지도 모른다. 그렇게 말하는 것은 40년에 걸쳐서 반도체 업계를 쫓아 온 이즈미야 와타루 씨다. 

[일람표] 일본에서 계획된 주요 반도체 관련 투자

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◇ 일본 반도체 산업에 두가지 순풍

"반도체는 이제 세계의 전략물자라 할 만하다. 안전 보장의 요체이며, 우리 나라에 있어도 반도체 산업은 다른 차원의 국가적 지원의 대상이 된다. 실제로 2023년도 추경에서는 2조엔의 돈을 투입했다"

자민당 간부가 신음하듯 중얼거린 말이다. 

「반도체」란 간단히 말하면, 전기를 통하는 「도체」와, 통하지 않는 「절연체」와의 중간적인 전기 저항을 가지는 재료를 사용한 전자 부품이다. 전기 신호의 증폭, 스위칭, 전기로부터 빛으로의 전환 등을 실시한다. 자민당 간부가 세계의 전략물자라고 중시하는 것도 당연한 일이며, 반도체가 없으면 액정 TV도, 게임기도, 자동차도, PC도, 스마트폰도 만들 수 없다.

현재 세계 반도체 시장 규모는 78조엔이지만 경제산업성에 따르면 2030년에 100조엔에 이를 것으로 예측되고 있다. 'AI 혁명' 'SDGs' 등 반도체 수요 증가가 전망되는 세계적 조류를 가미하면 이르면 2025년 103조엔을 넘어설 것으로 필자는 보고 있다.

2022년에는 반도체가 중심이 되는 전자정보산업의 시장 규모가 450조엔에 달해 400조엔의 자동차 산업을 능가했다. 자동차 산업이 전후 세계 경제를 견인해 온 것을 감안하면 이는 획기적인 일이다.

필자는 산업타임스에 입사해 1991년 국내 유일의 반도체 전문지인 전자디바이스산업신문(당시 반도체산업신문)을 만들어 기자로서는 40년 가까이 반도체를 따라잡았다. 89년 일본은 반도체 왕국 닛폰으로 불리며 세계시장 점유율이 50%를 넘어섰다. 그러나, 90년대에 들어갈 무렵부터 계속 져, 지금 세계 점유율은 8%정도까지 떨어졌다. 필자는 업계의 최고참 기자로서 일본의 반도체가 대약진을 하고 나서 조락하기까지의 시대를 이 눈으로 봐 왔다.

하지만, 후세, 2024년은 「실리콘 열도 일본」의 개막의 해로서 기억되게 될 것이다.

세계를 보면 각국이 최신 AI 반도체 개발과 양산에 주력하면서 미국과 중국 간에는 반도체 전쟁이 벌어지고 있다. 실리콘 열도의 탄생 전야를 일본이 맞이한 것은 이 두 가지 순풍이 불었기 때문이다. 일본은, 이 「순풍」을 기회로 해, 반도체에 의한 나라 만들기에 움직이기 시작하고 있다.

◇ 엔비디아, 세계 1위로
　
2022년 일본 8개 주요 기업과 일본 정부의 지원을 받아 설립된 반도체 국가전략컴퍼니 '라피다스'는 현재 홋카이도 치토세시에 거대 공장을 짓고 있다. 라피다스는 반도체 왕국 닛폰을 부활시키기 위한 견인차 역할을 맡고 있다.

정부는 세계 1위에 군림하는 대만의 반도체 제조업체 TSMC를 구마모토 현으로 유치해 올해 안에 양산을 시작할 예정이다. 게다가 2023년 10월에는 대만의 반도체 대기업 'PSMC'가 미야기현 센다이 지역에 공장을 건설하겠다고 발표했고, 최근에는 도호쿠대학 벤처기업과 연계한다는 소식도 날아들었다.

이런 사례는 전국적으로 확산되고 있다. 반도체 기술로 '세계에서 10년 뒤처진다'는 말까지 들었던 일본은 지난 몇 년 사이에 다시 '반도체 입국' 도전을 시작했다. 그 도전이 가능해진 가장 큰 이유는 정부의 거액 지원이다. 그 결단은, 앞에서 말한 두 가지 「순풍」에 재촉된 것이다. 더 말하면 과거 반도체 입국을 맡았던 기술자가 60, 70대를 맞았고 그 기술과 경험을 계승한다면 지금을 놓치면 나중에 없을 것이라는 위기감도 정부에는 있었을 것이다.

발흥하고 있는 「실리콘 열도 일본」에 대해 상술하기 전에 그 탄생을 뒷받침한 2개의 「순풍」, 즉 「최신의 AI 반도체의 개발·양산」과 「반도체 전쟁」에 대해 설명해 두자. 

올해 1월 '미국반도체공업회(SIA)'는 "2023년 11월 세계 반도체 매출액이 전년 동기 대비 5.3% 증가했다"고 발표했다. 지난 1년여간은 코로나 여파도 있어 톤 다운됐던 반도체 업계에 급상승 기운이 보이기 시작했다는 분석이다.

아울러 SIA는 "이 성장의 배경에는 AI 등 신기술이 대두돼 온 바 있다"고도 덧붙였다. 

AI를 사회에 널리 퍼지게 하려면 방대한 계산을 처리하는 능력이 광범위하고 대량으로 요구되며 이를 뒷받침하는 것이 반도체다. 마이크로소프트, 구글, 아마존, 애플 등은 AI 전용 반도체 자체 개발에 들어갔다.

PC에 사용되는 CPU(중앙연산처리장치) 외에, GPU(화상 처리 장치), FPGA(개서 가능한 집적 회로) 등의 최신 반도체를 탑재한 AI 서버의 출하 대수는, 2023년에 세계에서 전년비 40% 증가가 되어, 120만대를 넘었다. 2024년 역시 40% 증가할 것으로 예상되며 전체 서버 중 AI 서버가 차지하는 비중은 12%까지 확대될 것으로 예상된다.

생성 AI에서 사용되는 GPU 점유율은 미국 반도체업체 엔비디아가 거의 독점하고 있다. 최근에는 반도체 세계 챔피언 자리를 인텔과 삼성이 번갈아가며 차지해왔지만 2023년 매출액에서는 이 두 회사를 제치고 엔비디아가 세계 1위로 약진했다. 그 배경에는 AI 서버에 대한 급격한 수요 증가가 있다.

◇ 벤처계의 "희망의 별"
　
상황이 이렇자 일본에서도 AI 전용 반도체 개발이 가속화되고 있다. 

그 으뜸가는 예가, AI 벤처의 「프리퍼드·네트웍스(PFN)」(도쿄·치요다구)다. 동사는 일찍부터 IoT(사물 인터넷화)와 AI의 융합에 주목해 왔다. 이 벤처는, AI나 로봇이 막대한 데이터를 처리할 때에 클라우드를 통하지 않고, 각 단말(엣지)이 횡의 제휴를 취해, 분산 협조적으로 처리해, 네트워크에의 부담을 줄이는 「엣지 헤비 컴퓨팅」의 기술을 제창한 것으로 일약 이름을 올렸다.

또 AI에게 방대한 데이터를 처리하게 하는 '심층학습' 프레임워크 'Chainer'를 개발해 도요타자동차, 화낙, 국립암연구센터 등과 협업해온 실적도 있다. 창업 5년 만에 당시 국내 유일의 유니콘(기업가치가 10억달러를 넘는 미상장 기업)이 됐고, 총자산은 200억엔을 넘어 이제는 일본 벤처계의 희망의 별이라고도 한다.

PFN사는, 2016년에 AI 반도체 「MN-Core」의 개발에도 성공해, 동사의 오리지날 스파콘에는, 이 반도체가 탑재되고 있다. 다음 17년에는, 토요타 자동차로부터 105억엔의 자금 제공을 받아 자동차 분야에 있어서의 AI 기술의 공동 개발을 급피치로 진행시키고 있다.

PFN사의 생성 AI의 기초 개발을 일본 정부는 적극적으로 지원하고 있다. 그것은 경제적 지원에 그치지 않는다. 국내 최대의 연산 규모를 가지는 산업기술 종합 연구소의 스파콘 「ABCI」의 계산 능력 중 20%를 동사가 우선적으로 이용할 수 있도록 하고 있다.

PFN사의 급성장 배경에는 AI 반도체 특수, 그에 따라 가속되는 연구개발, 이를 지원하는 정부라는 황금 삼각형이 자리 잡고 있다.

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본 기사의 전문은 '문예춘추 전자판」에 게재되고 있습니다(이즈미야 와타루 「반도체 열도가 보조금 러시에 끓고 있다」).

이즈미야 와타루 / 문예춘추 2024년 4월호

https://news.yahoo.co.jp/articles/4e6c976baba861a9fa05a9874ce041424270eeef?page=1

「世界から10年遅れ」日本の半導体産業に吹いている“2つの追い風”とは？《国内主要プロジ

「世界から10年遅れ」日本の半導体産業に吹いている“2つの追い風”とは？《国内主要プロジェクト一覧表付き》
5/7(火) 6:12配信


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文春オンライン
日本の半導体産業は「世界から10年遅れ」と呼ばれる状況が続いていたが、2024年は2つの追い風を理由に「シリコン列島日本」の幕開けの年になるかもしれない。そう語るのは40年にわたって半導体業界を追ってきた泉谷渉氏だ。

【一覧表】日本で計画されている主な半導体関連投資

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日本の半導体産業に2つの「追い風」
TSMC熊本第一工場　©時事通信社

「半導体は今や世界の『戦略物資』とも言うべき存在だ。安全保障の要であり、我が国においても半導体産業は異次元の国家的支援の対象となる。現に2023年度の補正予算では2兆円もの金額を投入した」

　自民党の幹部が唸るように呟いた言葉だ。

「半導体」とは簡単に言えば、電気を通す「導体」と、通さない「絶縁体」との中間的な電気抵抗を持つ材料を使った電子部品のことである。電気信号の増幅、スイッチング、電気から光への転換などを行う。自民党幹部が世界の「戦略物資」と重視するのも当然のことであり、半導体がなければ、液晶テレビも、ゲーム機も、自動車も、パソコンも、スマホも作れない。

　現在、世界における半導体の市場規模は78兆円だが、経産省によれば、2030年に100兆円に達すると予測されている。「AI革命」「SDGs」など、半導体の需要増加が見込まれる世界的な潮流を加味すれば、早くも2025年には103兆円を超えると筆者は見ている。

　2022年には、半導体が中心となる電子情報産業の市場規模が450兆円に達し、400兆円の自動車産業を凌駕した。自動車産業が戦後の世界経済を牽引してきたことを考えれば、これは画期的なことだ。

　筆者は産業タイムズ社に入社し、1991年には国内唯一の半導体専門紙「電子デバイス産業新聞」（当時「半導体産業新聞」）を立ち上げ、記者としては40年近く半導体を追い続けてきた。89年、日本は「半導体王国ニッポン」と呼ばれ、世界シェアは50％を超えていた。しかし、90年代に入った頃から負けに負け続け、今や世界シェアは8％程度にまで落ち込んだ。筆者は業界の最古参記者として、日本の半導体が大躍進を遂げてから凋落するまでの時代をこの目で見てきた。

　だが、後世、2024年は「シリコン列島日本」の幕開けの年として記憶されることになるだろう。

　世界を見渡せば、各国が「最新のAI半導体の開発と量産」に力を入れ、米国と中国の間では「半導体戦争」が繰り広げられている。「シリコン列島」の誕生前夜を日本が迎えたのは、この二つの「追い風」が吹いたからである。日本は、この「追い風」をチャンスとし、半導体による国おこしに動き始めている。

エヌビディアが世界1位に
　2022年に日本の主要企業8社と日本政府の支援を受けて設立された半導体の国家戦略カンパニー「ラピダス」は現在、北海道千歳市に巨大工場を建設している。ラピダスは半導体王国ニッポンを復活させるための牽引役を担っている。

　政府は世界トップに君臨する台湾の半導体メーカー「TSMC」を熊本県へと誘致し、今年中には量産を開始する予定だ。さらに2023年10月には、台湾の半導体大手「PSMC」が宮城県仙台エリアに工場を建設することを発表し、最近は、東北大学発のベンチャー企業と連携するというニュースも飛び込んできた。

　こうした事例は全国的に広がりつつある。半導体の技術で「世界から10年遅れ」とまで言われていた日本はこの数年の間に再び「半導体立国」となる挑戦を始めた。そのチャレンジが可能になった最大の理由は、政府の巨額の支援である。その決断は、先ほど述べた二つの「追い風」に促されたものだ。さらに言えば、かつての「半導体立国」を担った技術者が60代、70代を迎え、その技術や経験を継承するならば、今を逃したら後はない、という危機感も政府にはあったはずだ。

　勃興しつつある「シリコン列島日本」について詳述する前にその誕生を後押しした二つの「追い風」、すなわち「最新のAI半導体の開発・量産」と「半導体戦争」について説明しておこう。

　今年1月「米国半導体工業会（SIA）」は「2023年11月の世界半導体売上高が前年同期比5.3％増を記録した」とアナウンスした。この1年あまりはコロナの影響もあり、トーンダウンしていた半導体業界に急上昇の機運が見えてきたという分析だ。

　さらに、SIAは「この成長の背景にはAIなどの新技術が台頭してきたことがある」とも付け加えた。

　AIを社会に行き渡らせるには、膨大な計算を処理する能力が広汎かつ大量に求められ、それを支えるのが半導体である。マイクロソフト、グーグル、アマゾン、アップルなどはAI専用半導体の独自開発に入っている。

　パソコンに使われるCPU（中央演算処理装置）の他に、GPU（画像処理装置）、FPGA（書き換え可能な集積回路）などの最新半導体を搭載したAIサーバーの出荷台数は、2023年に世界で前年比40％増となり、120万台を超えた。24年も同じく40％増となる見込みで、全てのサーバーのうちAIサーバーが占める割合は12％まで拡大すると予想されている。

　生成AIで使用されるGPUのシェアは、米国の半導体メーカー・エヌビディアがほぼ独占している。近年は、半導体の世界チャンピオンの座をインテルとサムスンが交互に奪い合ってきたが、2023年の売上高ではこの2社を抜いて、エヌビディアが世界1位に躍進した。その背景にはAIサーバーへの急激な需要の増加がある。

ベンチャー界の“希望の星”
　このような状況を受けて、日本でも、AI専用の半導体開発が加速している。

　その最たる例が、AIベンチャーの「プリファード・ネットワークス（PFN）」（東京・千代田区）だ。同社は早くからIoT（モノのインターネット化）とAIの融合に着目してきた。このベンチャーは、AIやロボットが莫大なデータを処理する際にクラウドを介さず、各端末（エッジ）が横の連携を取り、分散協調的に処理し、ネットワークへの負担を減らす「エッジヘビーコンピューティング」の技術を提唱したことで一躍名を上げた。

　また、AIに膨大なデータを処理させる「深層学習」のフレームワーク「Chainer」を開発し、トヨタ自動車やファナック、国立がん研究センターなどと協業してきた実績もある。創業5年にして、当時、国内唯一の「ユニコーン」（企業価値が10億ドルを超える未上場企業）となり、総資産は200億円を超え、今や日本ベンチャー界の“希望の星”とも言われている。

　PFN社は、2016年にAI半導体「MN-Core」の開発にも成功し、同社のオリジナルスパコンには、この半導体が搭載されている。翌17年には、トヨタ自動車から105億円の資金提供を受け、自動車分野におけるAI技術の共同開発を急ピッチで進めている。

　PFN社の生成AIの基礎開発を日本政府は積極的に支援している。それは経済的支援にとどまらない。国内最大の演算規模を持つ産業技術総合研究所のスパコン「ABCI」の計算能力のうち2割を同社が優先的に利用できるようにしている。

　PFN社の急成長の背景には、AI半導体の特需、それに応じて加速する研究開発、それを支援する政府という黄金の三角形が見て取れる。

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本記事の全文は、「文藝春秋 電子版」に掲載されています（泉谷渉「 半導体列島が補助金ラッシュに沸いている 」）。

泉谷 渉／文藝春秋 2024年4月号