팹리스와 긴밀한 협력 통해 첨단 제품 공급 '주도'
삼성전자, 시스템LSI 생산시설 확보 글로벌 도약
동부하이텍은 세계최고 아날로그 반도체로 '승부'
삼성전자, 시스템LSI 생산시설 확보 글로벌 도약
동부하이텍은 세계최고 아날로그 반도체로 '승부'
■ 미래 반도체 시장 격전지 시스템반도체
4부-(2)성장의 핵심 '파운드리'
1980년대 이전의 반도체 산업은 반도체 설계, 생산, 조립, 테스트, 패키징 등 일련의 생산 과정을 일괄 처리하는 종합반도체기업(IDM) 위주로 성장해왔다. 그러던 것이 1990년대로 접어들면서 반도체 산업이 급속히 성장하면서 종합반도체 기업들은 늘어나는 설비투자에 점차 부담을 느끼게 되며, 분업화의 요구가 커지게 된다. 경기변동이 심해지면서 비즈니스 위험도가 높아지는데 생산공정의 미세회로화가 진행되면서 거대한 설비투자가 부담으로 자리하기 시작했다. 일반적으로 300㎜ 팹 건설은 약 3조5000억원, 450㎜는 5∼6조원의 자금이 필요하다.
이에 따라 삼성전자와 같은 종합반도체기업들은 반도체 생산 과정 중 비핵심 영역을 아웃소싱하면서 핵심 역량에 집중하게 된다. 2000년대에 IT산업이 급속히 발전함에 따라 반도체 적용 분야가 다양해진 것도 반도체 설계 회사들의 성장에 한 촉매제로 작용했다.
이른바 생산라인(팹)없이 반도체 설계만 전문으로 하는 팹리스 기업들이 다수 생겨나고 발전하면서 자연스럽게 전문 반도체 생산 서비스를 담당하는 파운드리와 테스트ㆍ패키징 기업 등으로 이어지는 선순환 고리가 만들어진다. 즉 다수의 고객 수요 통합 → 규모의 경제 실현 → 대규모 팹 건설비와 고정비, R&D 비용 절감 → 제조비 하락을 실현함으로써 시스템반도체 산업의 전문화와 분업화를 가속화한 것이다.
반도체를 수탁 생산하는 파운드리 서비스의 등장은 미국 반도체기업 텍사스인스트루먼트(TI)의 총괄부사장을 지낸 대만 모리스 창이 처음 비즈니스 개념을 사업화하면서부터다. 그는 1987년 TSMC(Taiwan Semiconductor Manufacturing Company)를 설립했고, TSMC는 현재까지 파운드리 업계 부동의 1위를 고수하고 있다.
국내에서는 동부하이텍과 매그나칩 반도체 등이 대표적인 순수 파운드리 기업이며, IDM인 삼성전자와 하이닉스반도체가 일부 공정에서 파운드리 사업을 진행하고 있다.
이석희 카이스트 교수는 "국내 파운드리 산업은 스타 팹리스 육성을 위해서도 필요하지만, 파운드리 산업 자체의 수익성을 높이기 위해서도 필요하다"면서 "세계 파운드리 1위 업체인 TSMC의 영업이익률은 거의 35% 수준으로 아주 괜찮은 비즈니스"라고 말했다.
특히 그는 반도체 생산공정이 22나노까지 첨단화되면 진정한 IDM으로 남는 회사는 인텔과 삼성 정도이며, 나머지는 `팹 라이트'나 `팹리스'로 전환하면서 파운드리 시장은 더 크게 열릴 것으로 전망했다.
◇ 대만 파운드리-팹리스 동반성장 선순환 구조= 미디어텍, 노바텍 등 글로벌 대만 반도체설계(팹리스) 기업들의 눈부신 성장 뒤에는 강력한 대만 파운드리 산업이 그 역할을 했음은 주지의 사실이다. 현재 대만 파운드리 산업은 전세계 파운드리 시장의 70% 가까이를 점유하면서 세계 팹리스 기업들의 첨단제품 제조에 협조하고 있다.
2010년 기준 대만 팹리스 산업은 매출 10억 달러 이상인 기업이 3개사다. 이들의 성공은 고객이나 디자인하우스 등 관련 산업이 서로 보조를 맞추면서 발전할 수 있는 환경을 구축했기 때문이다. 정부가 직접 나서 연구성과를 업계로 이전해 고부가가치 산업을 창출하고 새로운 반도체 기업을 배출하는 선순환 구조를 만들어낸 결과물이라는 평가다.
대만 미디어텍은 2009년 22%의 성장률을 보이며, 현재 세계 5위 팹리스 기업으로 성장했다. 반면 우리나라 팹리스 1위 기업인 실리콘웍스는 아직 세계 50위권 밖이다. 세계 파운드리 1위 기업인 대만 TSMC는 동부 하이텍 매출의 25배에 달한다. 이처럼 대만은 강력한 파운드리 산업을 바탕으로 세계적인 팹리스 기업을 육성하는데 성공했다.
미국은 실리콘밸리를 통한 원천기술과 고급설계인력을 바탕으로 생산은 대만 파운드리를 활용하며 설계에 집중하고 있다.
이처럼 팹리스와 파운드리 기업간 긴밀한 협력이 팹리스 산업 발전의 핵심 요소다. 팹리스 기업이 미세 공정과 첨단 기능을 적용한 제품을 시장에 적기에 공급하려면 파운드리 기업과 사전 기술 협력이 필수적이기 때문이다.
지식경제부 관계자는 "국내 팹리스와 파운드리 업체들의 양쪽 의견은 상충되지만, 둘 다 국내 시스템반도체 산업 발전에 없어서는 안될 요소다"라며 "대만의 경우 선순환 구조의 생태계가 잘 조성돼 모범적인 사례임에는 분명하지만, 우리는 주력 산업 형태가 달라 한국형 파운드리를 발전시키기 위해 정부 차원에서도 많은 고민을 하고 있다"고 말했다.
그럼에도 아직까지 국내 반도체 산업은 대기업의 IDM 위주의 메모리 산업에 집중되면서 삼성전자와 현대자동차, LG전자 등 글로벌 수요업체가 있음에도 불구하고 `팹리스-파운드리-수요기업'간 유기적인 협력이 취약한 것이 현실이다. 수요기업은 구매활동 범위를 외부로 돌려 국내 중소ㆍ중견 팹리스 기업과의 공동제품 기획 및 연구개발에 소극적이다.
또 파운드리 시설, 설계자산(IP)및 지원 공정의 다양성 부족으로 많은 팹리스 기업은 대만 등 해외 파운드리에 의존하는 실정이다. 대만 파운드리 기업들은 다양한 제품 생산라인을 갖추고 있어 다품종 소량 생산에 대응할 수 있지만, 국내 파운드리는 생산량이 적은 칩을 생산하기 위해 별도의 공정을 마련해야 하기 때문이다.
이는 국내 파운드리의 경쟁력 약화 및 생산비용(코스트) 상승요인으로 작용한다. 한국반도체산업협회가 지난해 국내 팹리스 기업의 파운드리 선호 순위를 조사한 결과 TSMC(18%), 삼성전자(16%), UMC(13%), 매그나칩(12%), SMIC(11%), 동부하이텍(8%) 순으로 나타났다. 국내 파운드리 산업을 더욱 더 육성시켜야 하는 이유다.
◇ 삼성전자ㆍ동부하이텍 `글로벌 파운드리로 도약한다'= 최근 들어 이런 국내 파운드리 산업도 변화의 조짐이 나타나기 시작했다. 삼성전자와 동부하이텍 등 국내 파운드리 업체들이 과감한 투자와 지속적인 기술 혁신으로 국내 파운드리 산업을 점차 세계 반열에 올려놓고 있다는 평가다.
2005년부터 파운드리 사업을 시작한 삼성전자는 미세 공정화를 통한 선행공정으로 성장해왔다. 삼성전자의 파운드리는 45나노 이하 저전력 로직공정을 주력으로 경쟁사와 차별화를 추진하고 있다. IDM업체의 장점인 검증된 IP, 최첨단 공정기술, 생산능력, 서비스 인프라를 바탕으로 세계적 팹리스 회사와 선진 IDM 업체들을 고객으로 확보하고 있다.
삼성전자는 지난해 5월 파운드리 업계 최초로 32나노 저전력 HK/MG(하이-케이 메탈 게이트, High-K Metal Gate)' 로직 공정 개발 완료 및 28 나노 공정 개발로 업계에서 경쟁우위를 확보한 바 있다. 또한 IBM 개발 연합(JDA)에 참여해 20나노 공정개발에도 함께 하고 있다. 그 동안 두 회사는 전략적 제휴를 통해 2005년부터 첨단 로직공정을 공동개발해 왔다.
삼성전자는 향후 시스템LSI 부문의 성장을 이끌 미래 성장 동력으로 파운드리와 45나노 이하 공정을 적용하는 모바일, D-TV 등 SOC 사업을 강화한다는 계획이다. 특히 시스템LSI의 미래 성장 엔진인 전략 파운드리 사업은 대형거래선 제품의 양산을 성공적으로 시작해 매출 성장을 실현하고 있으며, 신규 대형거래선을 지속적으로 추가 발굴해 나갈 예정이다.
삼성전자는 국내 사업장의 시설 확충과 함께, 미국 오스틴에도 시스템LSI 생산 시설을 확보해 글로벌 공급체제를 구축한 것도 성장의 동력으로 작용할 전망이다. 국내 사업장의 경우 최근 기흥 9라인을 메모리 라인에서 시스템 LSI 라인으로 전환 중에 있는 등 생산능력도 지속 확대하고 있다.
이를 발판으로 삼성은 올해 애플리케이션 프로세서(AP), 이미지센서, 파운드리 사업 강화 등을 통해 전년대비 40% 이상 성장한 10조원 이상의 매출을 목표로 하고 있다. 시장조사기관들은 규모의 경제나 기술력 등을 감안, 로직 파운드리에서는 TSMC와 글로벌 파운드리, 삼성전자 등이 시장을 주도해 나갈 것으로 내다보고 있다.
또한 10여간 투자를 거듭했던 동부하이텍의 최근 흑자전환한 것도 국내 파운드리 산업에서 상징적인 사건으로 주목받고 있다. 동부하이텍은 2002년 동부그룹이 동부전자라는 이름으로 음성공장에서 0.25마이크로 도시바 제품을 생산하면서 사업에 뛰어 들기 시작했다. 아남반도체를 인수한 뒤, 2003년 동부 아남반도체라는 이름으로 본격적으로 파운드리 산업에 발을 내딛었다. 2003년 사업이 확장되면서 팹리스를 주요 고객으로 정한 이들은 이때부터 팹리스 매출 비중이 늘어나 현재 85∼90%를 차지하고 있다.
동부하이텍은 처음엔 핸드폰이나 CMOS 이미지 센서에 주력했지만, 2005년 이후 산자부에서 국책과제를 수행하면서 파워전력전자에 대한 밑그림을 그려 나갔다. 2007년부터 부천공장에서 BCD-MOS 공정을 기반으로 제품을 생산했으며, 2008년부터 아날로그 반도체의 다양화에 도전했다. 흑자전환 배경도 2006년부터 진행된 아날로그화가 주요했다고 회사측은 설명했다.
동부하이텍의 생산능력은 웨이퍼 8인치 기준 월 9만4000장 정도다. 앞으로도 신규 팹 보다는 아날로그 반도체에서 최고의 위치를 갖겠다는 것이 이들의 포부다. 아날로그 반도체에 대한 다양한 공정을 제공함으로써 세계최고의 능률을 낼 수 있는 공정을 지속하겠다는 방침이다. 이를 위해 동부하이텍은 디자인 인프라 구축, 지속적인 스카웃을 통한 인재 발굴 등에 매진하고 있다. 또한 동부하이텍은 국내 팹리스 업체들과의 긴밀한 관계도 지속적으로 유지하면서 일본의 주요 기업들과의 접촉도 지속하고 있다.
송재인 동부하이텍 마케팅 상무는 "동부하이텍은 실리콘 마이터스, 디엠비 테크놀로지 등 국내 팹리스 업체들과 동반 성장을 함께 했다"며 "함께 일하는 회사는 50개에 이르며, 동부하이텍에서 생산하는 국내 팹리스 매출액이 올해 2000억원까지 상승할 것으로 예상된다"고 말했다.
강승태기자 kangst@
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4부-(2)성장의 핵심 '파운드리'
1980년대 이전의 반도체 산업은 반도체 설계, 생산, 조립, 테스트, 패키징 등 일련의 생산 과정을 일괄 처리하는 종합반도체기업(IDM) 위주로 성장해왔다. 그러던 것이 1990년대로 접어들면서 반도체 산업이 급속히 성장하면서 종합반도체 기업들은 늘어나는 설비투자에 점차 부담을 느끼게 되며, 분업화의 요구가 커지게 된다. 경기변동이 심해지면서 비즈니스 위험도가 높아지는데 생산공정의 미세회로화가 진행되면서 거대한 설비투자가 부담으로 자리하기 시작했다. 일반적으로 300㎜ 팹 건설은 약 3조5000억원, 450㎜는 5∼6조원의 자금이 필요하다.
이에 따라 삼성전자와 같은 종합반도체기업들은 반도체 생산 과정 중 비핵심 영역을 아웃소싱하면서 핵심 역량에 집중하게 된다. 2000년대에 IT산업이 급속히 발전함에 따라 반도체 적용 분야가 다양해진 것도 반도체 설계 회사들의 성장에 한 촉매제로 작용했다.
이른바 생산라인(팹)없이 반도체 설계만 전문으로 하는 팹리스 기업들이 다수 생겨나고 발전하면서 자연스럽게 전문 반도체 생산 서비스를 담당하는 파운드리와 테스트ㆍ패키징 기업 등으로 이어지는 선순환 고리가 만들어진다. 즉 다수의 고객 수요 통합 → 규모의 경제 실현 → 대규모 팹 건설비와 고정비, R&D 비용 절감 → 제조비 하락을 실현함으로써 시스템반도체 산업의 전문화와 분업화를 가속화한 것이다.
반도체를 수탁 생산하는 파운드리 서비스의 등장은 미국 반도체기업 텍사스인스트루먼트(TI)의 총괄부사장을 지낸 대만 모리스 창이 처음 비즈니스 개념을 사업화하면서부터다. 그는 1987년 TSMC(Taiwan Semiconductor Manufacturing Company)를 설립했고, TSMC는 현재까지 파운드리 업계 부동의 1위를 고수하고 있다.
국내에서는 동부하이텍과 매그나칩 반도체 등이 대표적인 순수 파운드리 기업이며, IDM인 삼성전자와 하이닉스반도체가 일부 공정에서 파운드리 사업을 진행하고 있다.
이석희 카이스트 교수는 "국내 파운드리 산업은 스타 팹리스 육성을 위해서도 필요하지만, 파운드리 산업 자체의 수익성을 높이기 위해서도 필요하다"면서 "세계 파운드리 1위 업체인 TSMC의 영업이익률은 거의 35% 수준으로 아주 괜찮은 비즈니스"라고 말했다.
특히 그는 반도체 생산공정이 22나노까지 첨단화되면 진정한 IDM으로 남는 회사는 인텔과 삼성 정도이며, 나머지는 `팹 라이트'나 `팹리스'로 전환하면서 파운드리 시장은 더 크게 열릴 것으로 전망했다.
◇ 대만 파운드리-팹리스 동반성장 선순환 구조= 미디어텍, 노바텍 등 글로벌 대만 반도체설계(팹리스) 기업들의 눈부신 성장 뒤에는 강력한 대만 파운드리 산업이 그 역할을 했음은 주지의 사실이다. 현재 대만 파운드리 산업은 전세계 파운드리 시장의 70% 가까이를 점유하면서 세계 팹리스 기업들의 첨단제품 제조에 협조하고 있다.
2010년 기준 대만 팹리스 산업은 매출 10억 달러 이상인 기업이 3개사다. 이들의 성공은 고객이나 디자인하우스 등 관련 산업이 서로 보조를 맞추면서 발전할 수 있는 환경을 구축했기 때문이다. 정부가 직접 나서 연구성과를 업계로 이전해 고부가가치 산업을 창출하고 새로운 반도체 기업을 배출하는 선순환 구조를 만들어낸 결과물이라는 평가다.
대만 미디어텍은 2009년 22%의 성장률을 보이며, 현재 세계 5위 팹리스 기업으로 성장했다. 반면 우리나라 팹리스 1위 기업인 실리콘웍스는 아직 세계 50위권 밖이다. 세계 파운드리 1위 기업인 대만 TSMC는 동부 하이텍 매출의 25배에 달한다. 이처럼 대만은 강력한 파운드리 산업을 바탕으로 세계적인 팹리스 기업을 육성하는데 성공했다.
미국은 실리콘밸리를 통한 원천기술과 고급설계인력을 바탕으로 생산은 대만 파운드리를 활용하며 설계에 집중하고 있다.
이처럼 팹리스와 파운드리 기업간 긴밀한 협력이 팹리스 산업 발전의 핵심 요소다. 팹리스 기업이 미세 공정과 첨단 기능을 적용한 제품을 시장에 적기에 공급하려면 파운드리 기업과 사전 기술 협력이 필수적이기 때문이다.
지식경제부 관계자는 "국내 팹리스와 파운드리 업체들의 양쪽 의견은 상충되지만, 둘 다 국내 시스템반도체 산업 발전에 없어서는 안될 요소다"라며 "대만의 경우 선순환 구조의 생태계가 잘 조성돼 모범적인 사례임에는 분명하지만, 우리는 주력 산업 형태가 달라 한국형 파운드리를 발전시키기 위해 정부 차원에서도 많은 고민을 하고 있다"고 말했다.
그럼에도 아직까지 국내 반도체 산업은 대기업의 IDM 위주의 메모리 산업에 집중되면서 삼성전자와 현대자동차, LG전자 등 글로벌 수요업체가 있음에도 불구하고 `팹리스-파운드리-수요기업'간 유기적인 협력이 취약한 것이 현실이다. 수요기업은 구매활동 범위를 외부로 돌려 국내 중소ㆍ중견 팹리스 기업과의 공동제품 기획 및 연구개발에 소극적이다.
또 파운드리 시설, 설계자산(IP)및 지원 공정의 다양성 부족으로 많은 팹리스 기업은 대만 등 해외 파운드리에 의존하는 실정이다. 대만 파운드리 기업들은 다양한 제품 생산라인을 갖추고 있어 다품종 소량 생산에 대응할 수 있지만, 국내 파운드리는 생산량이 적은 칩을 생산하기 위해 별도의 공정을 마련해야 하기 때문이다.
이는 국내 파운드리의 경쟁력 약화 및 생산비용(코스트) 상승요인으로 작용한다. 한국반도체산업협회가 지난해 국내 팹리스 기업의 파운드리 선호 순위를 조사한 결과 TSMC(18%), 삼성전자(16%), UMC(13%), 매그나칩(12%), SMIC(11%), 동부하이텍(8%) 순으로 나타났다. 국내 파운드리 산업을 더욱 더 육성시켜야 하는 이유다.
◇ 삼성전자ㆍ동부하이텍 `글로벌 파운드리로 도약한다'= 최근 들어 이런 국내 파운드리 산업도 변화의 조짐이 나타나기 시작했다. 삼성전자와 동부하이텍 등 국내 파운드리 업체들이 과감한 투자와 지속적인 기술 혁신으로 국내 파운드리 산업을 점차 세계 반열에 올려놓고 있다는 평가다.
2005년부터 파운드리 사업을 시작한 삼성전자는 미세 공정화를 통한 선행공정으로 성장해왔다. 삼성전자의 파운드리는 45나노 이하 저전력 로직공정을 주력으로 경쟁사와 차별화를 추진하고 있다. IDM업체의 장점인 검증된 IP, 최첨단 공정기술, 생산능력, 서비스 인프라를 바탕으로 세계적 팹리스 회사와 선진 IDM 업체들을 고객으로 확보하고 있다.
삼성전자는 지난해 5월 파운드리 업계 최초로 32나노 저전력 HK/MG(하이-케이 메탈 게이트, High-K Metal Gate)' 로직 공정 개발 완료 및 28 나노 공정 개발로 업계에서 경쟁우위를 확보한 바 있다. 또한 IBM 개발 연합(JDA)에 참여해 20나노 공정개발에도 함께 하고 있다. 그 동안 두 회사는 전략적 제휴를 통해 2005년부터 첨단 로직공정을 공동개발해 왔다.
삼성전자는 향후 시스템LSI 부문의 성장을 이끌 미래 성장 동력으로 파운드리와 45나노 이하 공정을 적용하는 모바일, D-TV 등 SOC 사업을 강화한다는 계획이다. 특히 시스템LSI의 미래 성장 엔진인 전략 파운드리 사업은 대형거래선 제품의 양산을 성공적으로 시작해 매출 성장을 실현하고 있으며, 신규 대형거래선을 지속적으로 추가 발굴해 나갈 예정이다.
삼성전자는 국내 사업장의 시설 확충과 함께, 미국 오스틴에도 시스템LSI 생산 시설을 확보해 글로벌 공급체제를 구축한 것도 성장의 동력으로 작용할 전망이다. 국내 사업장의 경우 최근 기흥 9라인을 메모리 라인에서 시스템 LSI 라인으로 전환 중에 있는 등 생산능력도 지속 확대하고 있다.
이를 발판으로 삼성은 올해 애플리케이션 프로세서(AP), 이미지센서, 파운드리 사업 강화 등을 통해 전년대비 40% 이상 성장한 10조원 이상의 매출을 목표로 하고 있다. 시장조사기관들은 규모의 경제나 기술력 등을 감안, 로직 파운드리에서는 TSMC와 글로벌 파운드리, 삼성전자 등이 시장을 주도해 나갈 것으로 내다보고 있다.
또한 10여간 투자를 거듭했던 동부하이텍의 최근 흑자전환한 것도 국내 파운드리 산업에서 상징적인 사건으로 주목받고 있다. 동부하이텍은 2002년 동부그룹이 동부전자라는 이름으로 음성공장에서 0.25마이크로 도시바 제품을 생산하면서 사업에 뛰어 들기 시작했다. 아남반도체를 인수한 뒤, 2003년 동부 아남반도체라는 이름으로 본격적으로 파운드리 산업에 발을 내딛었다. 2003년 사업이 확장되면서 팹리스를 주요 고객으로 정한 이들은 이때부터 팹리스 매출 비중이 늘어나 현재 85∼90%를 차지하고 있다.
동부하이텍은 처음엔 핸드폰이나 CMOS 이미지 센서에 주력했지만, 2005년 이후 산자부에서 국책과제를 수행하면서 파워전력전자에 대한 밑그림을 그려 나갔다. 2007년부터 부천공장에서 BCD-MOS 공정을 기반으로 제품을 생산했으며, 2008년부터 아날로그 반도체의 다양화에 도전했다. 흑자전환 배경도 2006년부터 진행된 아날로그화가 주요했다고 회사측은 설명했다.
동부하이텍의 생산능력은 웨이퍼 8인치 기준 월 9만4000장 정도다. 앞으로도 신규 팹 보다는 아날로그 반도체에서 최고의 위치를 갖겠다는 것이 이들의 포부다. 아날로그 반도체에 대한 다양한 공정을 제공함으로써 세계최고의 능률을 낼 수 있는 공정을 지속하겠다는 방침이다. 이를 위해 동부하이텍은 디자인 인프라 구축, 지속적인 스카웃을 통한 인재 발굴 등에 매진하고 있다. 또한 동부하이텍은 국내 팹리스 업체들과의 긴밀한 관계도 지속적으로 유지하면서 일본의 주요 기업들과의 접촉도 지속하고 있다.
송재인 동부하이텍 마케팅 상무는 "동부하이텍은 실리콘 마이터스, 디엠비 테크놀로지 등 국내 팹리스 업체들과 동반 성장을 함께 했다"며 "함께 일하는 회사는 50개에 이르며, 동부하이텍에서 생산하는 국내 팹리스 매출액이 올해 2000억원까지 상승할 것으로 예상된다"고 말했다.
강승태기자 kangst@
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