일본, 반도체에 사상 최대 규모의 투자... 공급망 강화에 힘써

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일본, 반도체에 사상 최대 규모의 투자... 공급망 강화에 힘써

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• 도쿄무역관 김진희
• 2024-04-29
• 출처 : KOTRA

Keyword#반도체 #일본 #라피더스 #반도체 후공정 #경제안보

AI 반도체 수요 확대에 일본 반도체 업계에서 민관 투자 잇따라

범용 반도체 분야에서는 중국 의존도 높아 경계도 필요

일본 정부는 글로벌 반도체 제조업체 및 후공정 기업들을 일본 내로 유치하고 이들의 투자를 확대하기 위해 노력하고 있다. 이를 통해 일본의 반도체 제조장치 업계가 최첨단 개발 프로젝트에 참여할 수 있는 환경을 조성하고 있다. 이러한 정책은 일본 반도체 산업의 경쟁력 강화를 목표로 하는 일본 정부의 전략적 의도에서 비롯됐다. 

일본 정부, 반도체산업에 3조9000억 엔 규모 지원

일본 정부는 2021년 '반도체·디지털산업전략'을 수립하고 3년간 국내총생산(GDP)의 0.71%에 해당하는 약 3조9000억 엔의 지원예산을 확보했다. 목표는 2030년까지 일본 내 반도체 매출을 현재 수준의 세 배인 15조 엔으로 늘리는 것이다. 이와 비교해 미국 정부의 지원금은 5년간 7조1000억 엔으로 일본의 약 두 배 규모이지만, GDP 대비로는 0.2%에 그친다. 독일은 2조5000억 엔을 지원하며, 이는 GDP 대비 0.41% 수준이다.

일본 쿠마모토현에서는 TSMC 제1공장, 제2공장에 최대 약 1조2000억 엔을 지원할 계획이며 차세대 반도체의 국산화를 위해 홋카이도에 신설될 라피더스(Rapidus) 공장에는 2024년 중 최대 5900억 엔을 추가 지원해 라피더스에 총 9200억 엔 규모의 지원이 이루어질 것으로 발표됐다.

라피더스, AI 반도체 수요 확대에 대응하기 위해 '후공정'도 지원

일본 정부는 2024년 라피더스 프로젝트에 총 5900억 엔을 지원하고 있으며, 이 중 90%는 2025년 4월 시제품 라인 가동을 위한 반도체 생산의 '전공정'인 공장 건설과 클린룸 제조장비 등 설비 투자 및 연구·개발에 할당됐다. 나머지 535억 엔은 반도체의 '후공정' 분야 지원으로 2024년 처음 배정돼 2나노 세대 로직 반도체를 활용한 칩렛 및 2.5차원/3차원 실장 기술 개발 등의 요소기술 개발에 투입되고 있다.

미국의 조사기관 가트너는 인공지능(AI) 처리에 특화된 AI 반도체 시장이 2027년까지 2022년 대비 2.7배 증가해 1194억 달러에 이를 것으로 예상한다고 보고했다. 이러한 성장 추세는 후공정 기술에 대한 관심을 촉발했다. 현재 AI 반도체의 회로 미세화에는 한계가 있으며, 칩렛 기술이 필요하다. 이 기술은 상이한 복수의 반도체를 한 기판에 조합하는 방식이다. 이와 관련해 라피더스는 AI 반도체용 차세대 '후공정' 기술을 개발하고 있다. 이 기술은 AI 반도체의 효율과 성능을 극대화할 것으로 기대된다.

<AI 반도체 시장 규모>

주: 2023년 이후는 예상치

[자료: 닛케이크로스테크(2022.9.11.)]

후공정 기술이 주목되면서 소재 기업에서도 기술 개발 강화

AI 시장의 활성화로 인해 칩렛 기술을 포함한 후공정 기술이 점점 복잡해지고 있다. 이에 따라 후공정 영역에서 필요한 재료를 제조하는 기업들도 이러한 기술 변화에 주목하고 있다. 이러한 기업들은 신기술의 요구사항을 충족시키기 위해 더욱 세밀하고 효율적인 제조 공정을 개발하는데 집중하고 있다. 이는 후공정 기술의 진화가 반도체 산업 내에서 중요한 역할을 계속할 것임을 시사한다.

<반도체 소재기업의 움직임>

기업명	품목	동향
SUMCO	실리콘웨이퍼	- 실리콘 기판의 고성능화가 요구되고 대면적화에 따라 웨이퍼 소비량이 기존 기술 대비 2배 이상이 될 것으로 예측 - 여러 칩으로 구성되므로 패키지가 대형화되면서 소재 사용량이 증가할 것으로 전망
후지필름	후공정용 연마제	- 후공정에 특화된 반도체 연마제(CMP 슬러리)를 일본 국내에서 양산하기 시작 - CMP 슬러리 부문에서 글로벌 점유율 1위 기업으로 전공정용 제품 기술을 응용하여 개발
JSR	포토레지스트	- 폴리이미드(PI)계 포토레지스트를 개발하여 수년 내에 시장진입을 목표로 함. - 페놀계 등 다른 조합으로도 라인업을 확충 중
RESONAC	감광성 필름 등	- 생성 AI 수요 증가에 따라 2024년 3월, 약 150억 엔을 투자해 2027년 가동 목표로 고성능 반도체용 소재 공장 증설을 발표

[자료: 일간공업신문(2024.1.25.)]

실리콘 아일랜드인 일본열도 남부에서는 반도체 중소기업도 투자 가속화

TSMC 주변의 '실리콘 아일랜드'에는 일본 최대의 반도체 제조장비 기업인 도쿄일렉트론과 에바라 등이 생산거점을 두고 있다. 이 지역에 위치한 중소·중견 반도체 제조장비 부품 기업들은 계속해서 설비 투자를 확대하고 있다. 이러한 동향은 반도체 산업의 생산 기반 강화와 지역 경제 활성화에 기여하고 있다.

<반도체 제조장비 부품 관련 중소·중견 기업의 움직임>

기업명	품목	동향
아리아케기연	반도체 제조용 수지	- 2026년까지 약 10억 엔을 투자하여 기계 가공을 위한 공장 신규 설립 - 인력 부족 대응을 위해 운반 설비 등 자동화 설비 도입 검토 중
기타하라 웰텍	정밀가공	- 2024년 여름 가동을 목표로 6억 엔을 투자하여 7번째 공장 설립 중 - 수주 증가가 예상돼 8공장 입지 모색 중
다케시타	반도체 제조장치 가대	- 일본 정부 보조금을 활용하여 23년 만에 공장 신규 설립 - 2024년 가을 이후 생산 회복 기대

[자료: 일본경제신문(2024.2.13.)]

일본 반도체제조장치협회(SEAJ)의 보고에 따르면, 2024년 일본의 반도체 제조장비 매출액은 전년대비 27% 증가한 4조348억 엔을 기록할 것으로 전망된다. 2025년에도 투자가 이어져 매출액은 10% 증가한 4조4383억 엔에 이를 것으로 예상된다. 생성 AI 반도체에 대한 수요 증가가 이러한 성장을 이끌고 있으며, 이는 반도체 시장 규모를 사상 최대 수준으로 끌어올릴 것으로 보인다. 이에 따라, 제조 장비의 생산 증가는 부품 수주의 확대로 연결될 것으로 보인다.

<2024년 1월 일본 반도체 제조장비 매출액(예상)>

[자료: 일본 반도체제조장치협회(SEAJ), '반도체·FPD제조장비 수요예측'(2024.1.18.)]

범용 반도체 분야에서 중국 의존도 높아

미국의 대중국 수출 규제가 강화되면서 중국 반도체 업계는 규제 대상이 아닌 범용 반도체 분야 제조장비에 대한 수입을 확대하고 있다. 이로 인해 일본의 반도체 제조장비 기업들의 중국 시장 수출액 비중이 높아지고 있다. 2023년 1월 일본 반도체 제조장비의 중국 수출액 비율은 29%였으나, 같은 해 12월에는 55%로 늘어났다. 2021년 일본의 반도체 제조장비 등의 총 수출액 중 중국 비중은 39% 상당이었다.

<일본 반도체 제조장비 등의 중국 수출액 비중>

[자료: 재무성 무역통계, KOTRA 도쿄 무역관 작성]

반도체 제조장비 기업에서 예상하는 중국 의존도

상당수의 일본 반도체 제조장비 기업은 중국 의존도가 높아질 것으로 예상하고 있다.

 - (캐논) 2024년 중국 매출 비중이 5년 전 20%에서 약 40%까지 늘어날 것으로 예상하고 있으며 해당기업 전무이사는 중국에는 로직, 파워 반도체 고객사가 많아 '중국시장을 상당히 중요하게 인식하고 있다'고 전했다.

 - (SCREEN HOLDINGS) '23년도 2-4분기 중국 매출 비중은 전년 동기 19%에서 44%로 증가했다.

 - (도쿄일렉트론) '23년 4분기 중국 매출 비중이 46.9%로 높아졌으며, '향후에도 비슷하거나 그 이상 수준의 투자가 이루어질 것으로 생각된다'고 언급했다.

시사점

세계적인 공급망 혼란이 반도체 부족 현상을 초래한 경험이 있었기에 여러 나라가 경제안보를 강화하기 위해 반도체 산업에 힘을 쏟고 있다. 일본은 반도체 분야에 막대한 지원금을 제공하며 반도체 생산 기반 구축에 나서고 있다는 점에서 주목받고 있다. 아울러 미국과 중국 간의 장기적 대립 속에서 중국에 대한 의존도가 높은 범용 반도체 분야의 수출규제에 노출될 위험을 경계할 필요성이 증가하고 있다. 반도체 생산시설이 새로 들어서게 되는 일본 남쪽의 실리콘 아일랜드와 북쪽의 홋카이도밸리가 산업의 미래를 어떻게 변화시킬지 관심이 모아지고 있다.

자료: 경제산업성, 재무성, 닛케이크로스테크, 일본경제신문 등 언론 보도, 각 기업 홈페이지, 협회, KOTRA 도쿄 무역관 자료 종합

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