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한국 반도체산업의 특성
산업구조
반도체를 설계, 제조, 조립, 검사하는 기업과 제조설비 구축에 필요한 장비를 제조하는 기업, 제조과정에서 필요한 재료를 생산하는 기업이 있음.
- 반도체산업의 생산흐름
제품개발절차
- Design
- Manufacturing
- packaging
- testing
기업유형
- ① IDM(Integrated Device Manufacturer)
- ② Fabless
- ③ Fondry
- ④ 조립
- ⑤ 검사
- ⑥ 반도체제조장비
- ⑦ 반도체재료
- 인프라
삼성전자, 하이닉스
- Chip Design
- Fabless(설문전문기업)
- 코아로직, 엠텍비전
- Mask
- Mask Shop(재료생산기업)
- 토판포토마스크, PKL
- IC Fabriction
- Fabriction(IDM, Founndy기업)
- Dicing, Packaging
- Packaging(조립기업)
- 엠코, 칩팩
- Final Testing
- Testing(지원기업)
- i-REST, TESTANA
- Wafer Growth, Wafer Slicing
- Wafer(재료생산기업)
- 실트론, MEMC
- Equipment
- Equipment(장비제조기업)
- 주성엔지니어링, IPS
- Gas, Chemical
- Chemical(재료생산기업)
- 동우세미캠, 동우화인캠
- Chip Design
산업현황
반도체 시장
한국 반도체산업은 정부의 적극적인 지원정책과 기업의 과감한 투자에 힘입어 급격한 성장을 이룩하였음.
반도체 수출, 설비투자, 기술 등 여러 분야에 걸쳐 세계적인 수준으로 성장하였음.
국내 반도체 응용제품의 수출호조에 따라 반도체 수입도 급격히 늘어나고 있음. 최근 최대 호황을 누리고 있는 휴대전화, 디지털카메라, 평판TV, 자동차 등에 필요한 반도체는 대부분 비 메모리이며, 이들 제품의 대부분은 국내에서 생산하지 못하여 수입에 의존.
한국의 반도체시장은 2007년 약 383억 달러에 이르고, 그 중에서 약 80%에 이르는 308억 달러를 수입에 의존. 이러한 한국의 대규모 시장은 외국인 투자의 중요한 매력.
한국 반도체 소자산업의 수급 추이
(단위: 백만 달러, %)
| 2002 | 2003 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 연평균증가율 (‘02∼’07) |
|
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 생산 | 25,908 | 28,986 | 40,521 | 35,200 | 42,763 | 46,564 | 12.5 |
| 수입 | 17,476 | 21,328 | 23,618 | 25,133 | 28,043 | 30,817 | 12.0 |
| 내수 | 26,753 | 30,779 | 37,623 | 30,347 | 33,446 | 38,336 | 7.5 |
| 수출 | 16,631 | 19,535 | 26,516 | 29,986 | 37,360 | 39,045 | 18.6 |
자료: 한국반도체산업협회(KSIA), 한국무역협회 무역정보시스템(KOTIS)
기업 구성
약 270개 기업으로 구성되어 있으며, 매출규모로 소자기업의 규모가 60% 이상으로 가장 크며, 조립ㆍ장비ㆍ재료ㆍ설계기업은 중소 산업군을 형성.
반도체 칩 제조기업:
- 종합반도체업체인 삼성전자, 하이닉스반도체, 수탁생산을 전문으로 하는 동부하이텍, 조립생산을 전문으로 하는 앰코코리아 등이 있음.
장비·재료기업:
- 세크론, 주성엔지니어링, 디아이, LG실트론, 동진세미캠 등이며, 최근 그 규모가 급성장하고 있음.
설계기업:
- 코아로직, 엠텍비젼 등이 있으며, 종업원 200명 내외의 소규모 기업이나, 매출규모가 매년 2배 이상 성장하는 추세.
반도체 기업형태 및 규모
| 구성형태 | 역 할 | 기업 수 (개) |
매출규모 (억 달러) |
% | 인력규모 (명) |
|---|---|---|---|---|---|
| 설계전문기업 | 회로설계 | 120 | 1,370 | 3 | 3,265 |
| 소자기업 | 제조(설계) | 6 | 30,704 | 61 | 55,910 |
| 조립기업 | 패키징 | 5 | 7,807 | 15 | 15,665 |
| 장비제조기업 | 장비제조 | 108 | 5,066 | 10 | 12,986 |
| 재료생산기업 | 재료생산 | 32 | 5,732 | 11 | 10,896 |
| 총 계 | 271 | 50,678 | 100 | 98,722 | |
- 자료: 한국반도체산업협회(KSIA), 2007
- 주: 2007년 평균 환율: 1달러=929.2원
한국의 주요 반도체기업 현황
(단위: 백만 달러)
| 기업명 | 매출 | 종업원수 | 공장위치 | 주요 생산제품 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 삼성전자 | 20,535 | 30,893 | 경기 기흥 | Memory, 시스템IC |
| 2 | 하이닉스 | 8,146 | 15,933 | 경기 이천 | DRAM, Flash Memory |
| 3 | 앰코코리아 | 735 | 6,200 | 서울 | 반도체 조립 |
| 4 | 실트론 | 635 | 1,717 | 경북 구미 | Wafer |
| 5 | 동부하이텍 | 476 | 2,122 | 충북 음성 | Foundry |
| 6 | 코아로직 | 205 | 237 | 서울 | 디지털 신호처리 IC |
| 7 | 성원에드워드 | 201 | 283 | 충남 천안 | 펌프 |
| 8 | 동진쎄미켐 | 177 | 463 | 경기 화성 | PR |
| 9 | 세크론 | 145 | 550 | 충남 천안 | 다이본드 |
| 10 | 피에스케이 | 139 | 165 | 경기 평택 | Asher |
| 11 | 엠텍비젼 | 128 | 301 | 서울 | 디지털 신호처리 IC |
| 12 | 주성엔지니어링 | 105 | 147 | 경기 광주 | CVD, ALD, Etcher |
| 13 | 디아이 | 97 | 151 | 충남 천안 | Tester |
| 14 | 텔레칩스 | 67 | 208 | 서울 | 디지털신호처리 IC |
| 15 | 케이씨텍 | 50 | 81 | 경기 안성 | Wet Station |
- 자료: 한국반도체산업협회(KSIA), 2007
- 주: 2007년 평균 환율: 1달러=929.2원
한국기업의 설비투자
세계 반도체업계의 설비투자 순위
(단위: 백만 달러)
| 2007 순위 | 2006 순위 | 업체명 | 2006 | 2007(F) | 증감률(%) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | Samsung | 6,845 | 8,330 | 22 |
| 2 | 2 | Intel | 5,766 | 4,900 | -15 |
| 3 | 3 | Hynix | 4,380 | 4,600 | 5 |
| 4 | 7 | Micron | 3,000 | 3,600 | 20 |
| 5 | 4 | Toshiba | 3,160 | 2,805 | -8 |
| 6 | 5 | TSMC | 2,418 | 2,600 | 8 |
| 7 | 23 | Nanya | 910 | 2,475 | 172 |
| 8 | 6 | Powerchip | 2,610 | 2,150 | -18 |
| 9 | 8 | Infineon | 1,580 | 1,877 | 19 |
| 10 | 20 | ProMOS | 950 | 1,875 | 97 |
자료: McCLEAN Report (2007.11)
삼성전자
- 기흥사업장 15라인 2단계, 3단계 업그레이드 및 시스템 LSI 전용 300mm 첫 라인인 S라인의 3단계 확충 프로젝트를 실시하는 등 2007년 신규사업에 투자.
- 2008년에도 15라인 4단계, S라인 4단계 프로젝트에 투자할 계획.
하이닉스
- 시스템 IC CIS의 양산체제 구축을 발판으로 2007년 신규사업 추진.
- 청주사업장 M11 300mm 낸드플래시 공장에 투자하는 등 2008년에도 신규라인 건설에 집중할 것으로 전망됨.
산업현황
반도체 기술 개발
- 공정 기술 미세 (반도체 기술 발전의 원동력)
- SOC (효율적인 설계 및 검증능력 요구됨)
- Solution (SW의 비중과 중요성이 증가됨)
비메모리 반도체가 시스템의 모든 기능을 집적하므로, 이를 설계하는 핵심인력의 경쟁력에 의해 산업의 경쟁력이 좌우되고 있음. 향후 시스템 경쟁력은 시장 적시대응(Time-to-Market) 하에 최저 비용으로 최고 성능의 칩을 설계하는 핵심기술자 능력에 달려 있다고 할 수 있음.
디지털 융합에 의한 새로운 비즈니스분야 창출이 가속화됨에 따라 R&D 기본 방향이 국산화에서 새로운 시장을 창출하는 형태로 전환되고 있음. R&D 내용이 제조기술 측면의 생산성 및 효율성보다는 마케팅, 표준화 등 시스템의 특성을 고려한 시스템 기술력이 더욱 중요해 지고 있음.
한국 반도체산업의 기술개발
- 2000년 : 범용표준메모리 (하나의 메모리로 PC,서버등에서 공통으로 사용)
- 2002년 : 응용메모리 (시스템별로 최적화된 메모리)
- 2005년 : 종합메모리 (여러종류의 메모리를 1개의 Package에 탑재하여 시스템에 적용) (DRAM, SRAM, FLASH(MDP))
- 2010년 : SOC (IT제품을 위한 Total solution) (Memory + Logic + S/W)
한국 반도체산업의 기술개발 방향은 메모리에서 SoC(System-on-a-Chip)로 전환 중에 있으나, 매우 더디게 진행되고 있음. 지속적인 한국 반도체산업의 성장을 위해 메모리에서 IT제품의 토털 솔루션을 위한 SoC 위주의 사업구조 전환을 위해 노력하고 있음.
현재 한국 반도체산업은 메모리에서 시스템 IC로 전환기를 맞이하고 있으나, 업체별 사업구조가 다양하여 정책과 연구개발 방향이 분산되어 있음. 삼성전자는 토털 솔루션 비즈니스모델, 하이닉스는 메모리 전문, 동부하이텍은 파운드리 (foundry) 전문, 매그나칩스(Magna Chips)는 비메모리 전문업체 등으로 사업방향을 추진하고 있음.
유망 투자분야
한국 반도체 응용시장
반도체의 주요 응용제품인 휴대전화, 디지털TV 그리고 평판디스플레이(FPD) 등 전자기기제품은 한국이 세계에서 높은 시장점유율을 확보하고 있는 수출 주력 품목임.
한국 전자산업은 2000년대 이후 경쟁력을 크게 강화하여, 세계 시장에서의 비중을 빠르게 높여가고 있음. 한국 전자산업의 생산은 2007년 현재 세계 시장에서 7.1%를 점유하여 미국, 일본 및 중국에 이어 세계 4위를 기록하고 있음.
한국 전자산업의 세계 생산 점유율 추이
한국
- 1995년 : 4.2%
- 2000년 : 5.6%
- 2001년 : 4.7%
- 2002년 : 5.9%
- 2003년 : 6.4%
- 2004년 : 7.2%
- 2005년 : 7.1%
- 2006년 : 7.2%
- 2007년 : 7.1%
중국
- 1995년 : 2.7%
- 2000년 : 5.9%
- 2001년 : 8.3%
- 2002년 : 11.4%
- 2003년 : 14.0%
- 2004년 : 16.2%
- 2005년 : 18.7%
- 2006년 : 20.3%
- 2007년 : 22.7%
일본
- 1995년 : 22.5%
- 2000년 : 19.3%
- 2001년 : 17.1%
- 2002년 : 15.4%
- 2003년 : 15.6%
- 2004년 : 15.2%
- 2005년 : 13.8%
- 2006년 : 12.6%
- 2007년 : 11.8%
미국
- 1995년 : 29.2%
- 2000년 : 28.1%
- 2001년 : 28.1%
- 2002년 : 24.6%
- 2003년 : 21.9%
- 2004년 : 20.2%
- 2005년 : 19.2%
- 2006년 : 18.7%
- 2007년 : 17.9%
자료 : Reed Electronics Research. The Yearbook of world Electronics Data. 2007/08
한편, 최근 IT제조업 분야의 수출입 동향을 살펴보면, 2007년 IT제조업 전체 수출은 전년대비 8.9% 증가한 1,249억 달러, 수입은 10.1% 증가한 678억 달러, 무역수지는 571억 달러 흑자로 전체 무역흑자의 3.8배 달성했음. IT제조업 수출은 지난 2005년 이후 3년 연속 1,000억 달러 이상을 달성하였으며, 무역수지도 사상 최대치를 기록했음.
한국 IT제조업의 수출입 현황
(단위: 백만 달러, %)
| 구 분 | 수출 | 수입 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2006년 | 2007년 | 2006년 | 2007년 | |||
| 금액 | 금액 | 증감률 | 금액 | 금액 | 증감률 | |
| • 정보통신기기 | 44,024 | 48,513 | 10.2 | 22,059 | 22,893 | 3.8 |
| · 휴대전화기 | 16,799 | 18,647 | 11.0 | 716 | 508 | -29.1 |
| · 정보기기 | 12,576 | 13,811 | 9.8 | 9,035 | 9,902 | -9.6 |
| • 디지털가전기기 | 14,553 | 13,443 | -7.6 | 4,369 | 4,549 | 4.1 |
| · LCD TV | 420 | 328 | -21.9 | 13 | 2 | -84.3 |
| · PDP TV | 420 | 328 | -21.9 | 13 | 2 | -84.3 |
| • 전자부품 | 56,128 | 62,948 | 12.2 | 35,144 | 40,318 | 14.7 |
| · 반도체 | 37,360 | 39,049 | 4.5 | 28,043 | 30,815 | 9.9 |
| · LCD패널 | 12,212 | 16,656 | 36.4 | 70 | 2,657 | 205.3 |
| 전자산업 전체 | 114,704 | 124,893 | 8.9 | 61,571 | 67,760 | 10.1 |
자료 : 지식경제부(2008.1)
반도체의 주요 수요처인 휴대전화의 수출은 2007년 186억 달러로 전년대비 11.0% 증가하였으며, EU 및 BRICs 등 신흥시장 확대로 수출이 증가세를 나타내고 있음. 시장의 특징은 제품교체 시장인 유럽과 북미를 중심으로 스마트폰의 고급제품 시장이 확대되고, 신흥시장은 저가폰 중심으로 수출을 주도하고 있음.
LCD패널의 수출은 2007년 167억 달러로 전년대비 36.4%로 크게 증가하였으며, LCD패널은 주로 LCD-TV나 컴퓨터 모니터에 채용되고 있음.
메모리분야
한국 메모리반도체업계는 최첨단 프로세스기술인 50nm기술로 단위공정당 생산능력, 공정수율 등에서 세계 1위의 경쟁력을 보유하고 있음.
- 단위공정 생산능력(8인치 기준)은 최대 16만장(외국기업은 5만장 수준).
- 단위공정 수율은 최대 90% 상회(외국기업은 50~70% 수준).
특히 삼성전자와 하이닉스는 세계 최고의 단위공정 생산량 및 수율을 확보하여, 해외 경쟁사보다 웨이퍼당 30% 이상이 낮은 제조원가 경쟁력 보유.
국내 반도체 소자부문의 유망투자 분야
| 부문 | 유망 투자 분야 | |
|---|---|---|
| 메모리 | 차세대 메모리 |
DRAM(Dynamic Ramdom Access Memory), Flash memory, MRAM(Magnetic Random Access Memory), PRAM(Phase -change RAM), ReRAM(Resistance Memory)/ PoRAM(Polymer Random Access) |
| 비 메모리 |
미디어 SoC 반도체 |
차세대 Digital TV SoC(System on Chip), 지능형 HCI(Human Computer Interface) SoC, Home Server SoC |
| 통신 SoC 반도체 |
차세대 인터넷 SoC, BAN(Burrows-Abadi-Neednam) SoC, 4세대 무선통신 SoC, 저속 무선 개인 통신 네트워크 SoC, 고속무선 개인통신 네트워크 SoC, GNSS(Global Navigation Satellite System) SoC, RFID(Radio Frequency IDentification) SoC, Sensor Network SoC |
|
| 산업용 SoC 반도체 |
Smart ECU(Electronic Control Unit) SoC, Network Module SoC, 바이오칩 SoC, Power Management용 SoC, Motor Driver용 SoC |
|
| 전력용 반도체 |
· 고전압 소자: IGBT, IPM(Intelligent Power Module) · 신소재 소자: GaN 소자, SiC 소자 · 전기 자동차용 전력반도체 |
자료: 한국반도체산업협회(KSIA), 한국무역협회 무역정보시스템(KOTIS)
비메모리 분야
비메모리 분야는 대체로 SoC를 포괄적으로 지칭하는 분야이며, 이 분야는 특정 제품에 알맞게 맞춤 형태로 개발하여 생산하는 비즈니스임.
비메모리 분야는 그 종류가 용도에 따라 매우 다양하며, 시스템과 소프트웨어가 조화되어야 하므로 설계 지향적 사업 부문임. 최근 들어 기계의 IT화로 메카트닉스가 발달하여 비메모리의 수요가 급증하고 있음.
- 메모리와는 달리 논리적 회로를 구현하기 때문에 사용자의 요구에 의해 설계된 특정 회로를 반도체 IC로 응용 설계하여 사용자에게 독점 공급하는 특정용도 IC로서 다품종 소량생산 형태임.
비메모리 분야의 용도별 구분은 대체로 미디어SoC, 통신SoC, 산업용SoC로 구분하여 각각을 세분할 수 있음. 통상적으로 이들에 대한 투자는 연구개발 부문으로 분류되어 국책연구 과제화되고 있음. 따라서 비메모리 분야의 투자라 함은 설계부문을 말하며, 연구개발 분야에 해당됨.
- 미디어 SoC 반도체에는 차세대 DTV SoC, 지능형 HCI SoC, Home Server SoC 등을 들 수 있음.
- 통신 SoC 반도체에는 차세대 인터넷 SoC, BAN SoC, 4세대 무선통신 SoC, 저속 무선 개인 통신 네트워크 SoC, 고속 무선 개인 통신 네트워크 SoC, GNSS SoC, RFID SoC, Sensor Network SoC 등이 있음.
- 산업용 SoC 반도체에는 Smart ECU SoC, Network Module SoC, 바이오 칩 SoC, Power Management용 SoC, Motor Driver용 SoC 등임.
장비재료 분야
반도체의 연관 산업은 장비ㆍ재료가 대표적이며, 장비산업의 국산 자급률은 매우 낮은 편임. 부가가치가 낮은 조립용 장비를 제외하고는 해외의존도가 높은 실정이며, 재료산업은 국산화 제고 노력으로 해외의존도가 감소하는 추세임.
300mm 웨이퍼, 나노공정시대에 대응할 능력이 크게 부족하여, 해외 관련업계의 한국시장 투자가 절실히 요구됨.
국내 장비재료시장은 약 134억 달러(장비 74, 재료 60) 규모에 이르며, 시장 지배력이 절대적인 미국, 일본, EU 등 선진기업이 80% 이상 점유하고 있음. 그간 지속적 국산화 노력에도 불구하고, 국내 장비재료 업계의 원천기술부재, 규모의 영세성 및 수요 대기업 수직계열화 등으로 대부분 선진 기업으로부터 수입에 의존하고 있음.
따라서 한국의 반도체 재료장비 시장에는 외국인투자가 전반적인 분야에 걸쳐 필요하며, 특히 반도체 장비분야의 투자가 유망함.
한국 반도체 장비재료 시장 현황
(단위: 억 달러, %)
| 구분 | 2005년 | 2006년 | 2007년 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 금 액 | 비 중 | 금 액 | 비 중 | 금 액 | 비 중 | ||
| • 장비시장 | 68.6 | 100 | 70.1 | 100 | 73.8 | 100 | |
| · 수 입 | 56.4 | 82.2 | 56.6 | 80.8 | 59.3 | 80.4 | |
| · 국내공급 | 12.2 | 17.8 | 13.5 | 19.2 | 14.5 | 19.6 | |
| • 재료시장 | 42.3 | 100 | 50.1 | 100 | 60.4 | 100 | |
| · 수 입 | 21.5 | 50.8 | 26.7 | 53.3 | 32.5 | 53.8 | |
| · 국내공급 | 20.8 | 49.2 | 23.4 | 46.7 | 27.9 | 46.5 | |
자료: 한국반도체산업협회(KSIA), 2007
국제협력
국제적으로 반도체 3대 분야(설계, 공정, 장비)의 글로벌 협력을 위한 한국-미국 공동R&D를 추진하고 있음. 한미 공동 R&D개발은 1단계(2007~08)로 실리콘밸리와 텍사스지역에 협력거점을 구축한 후에, 2단계(2009~11)로 전략적 파트너십을 모색할 계획임.
- Stanford 대학(공정), Berkeley 대학(설계), UT-Dallas 대학(장비) 등과 1단계 협력 사업을 추진하고 있음.
한미FTA 추진을 계기로 원천기술 우위(미국)와 응용기술 우위(한국)의 기술접목을 통해 반도체산업의 구조고도화 기회로 활용하고 있음. 양국 정부, 참여기업 및 연구소 등의 매칭펀드를 조성하여, ‘국제협력컨소시엄’을 발족하고, 국내 R&D사업과 연계하여 운영하고 있음.
한미 반도체기술의 공동개발
- 국제협력분야 (한미 반도체공동연구사업)
- 장비/소재분야
- UT-Dallas Univ.(FUSION)
- - 미래 반도체 상업화(FUSON)
- - 의학용 저전력 전자제품
- - 고속, 고성능 RF시스템
- - Samsung, Jusung Eng, IPS Military Tech LLC, UT, Tyler
- 차세대공정 분야
- Stanford Univ.(NMTRI)
- - 비휘발성 메모리 기술연구 구상(NMTRI)
- - 45-32nm 이상 CMOS용 프로세스 및 소자관련 나노전자
- - III-V 반도체 MOSFETs
- - Intel, Samsung, Applied Materials, Cosar, Qimonda, TI, Toshiba
- SOC설계 분야
- UC-Berkeley Univ.(BERC)
- - 버클리 무선 연구센터(BWRC)
- - 고집적 CMOS
- - 에너지 소비 최소화 및 선진 통신 알고리즘
- -Intel, Samsung, Qualcomm, KETI, Nokia, STMicro, Toshiba
반도체 분야 외국인 직접투자(FDI)
2006년 외국인의 한국 반도체 투자규모는 15.6억 달러였으며, 단일품목으로 가장 높은 투자규모를 기록하였음. 반도체 분야의 FDI 규모는 우리나라 전체의 4.7%, 제조업 전체의 20.5%를 차지.
2005년 전세계 반도체 경기악화에 따라 투자규모가 급감하였으나, 2006년 아시아 국가로 시장 주도권이 이동됨에 따라 큰 폭의 증가세를 보임.
한국의 우수한 반도체 기술력 및 세계 시장에서의 선점우위에 따라 대형 해외업체들의 한국투자가 지속되고 있음. 반도체 분야에 숙련인력이 풍부하고 시장전망이 밝아 글로벌 해외기업들의 한국투자가 앞 다투어 진행되고 있는 실정.
반도체분야 FDI 추이
(단위: 백만 달러)
| 구 분 | 2004년 | 2005년 | 2006년 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 신고건수 | 금액 | 신고건수 | 금액 | 신고건수 | 금액 | |
| 제조업 | 693 | 6,217 | 745 | 3,076 | 713 | 4,246 |
| 반도체 | 119 | 2,429 | 121 | 621 | 146 | 1,563 |
| 전 체 | 3,077 | 12,792 | 3,667 | 11,563 | 3,111 | 11,236 |
자료: 지식경제부
외국인 투자기업의 연구프로젝트
(단위: 백만 달러)
| 업체명 | 설립시설 | 장 소 | 발표시기 | 비 고 |
|---|---|---|---|---|
| 페어차일드 | 파워리소스 디자인센터 | 서울 | 2006년 1월 | 연구인력 20명 이상 |
| 포트로닉스 | 포토마스크 생산라인 | 충남 | 2006년 2월 | 총 3,000억원 투자 |
| ADI | 전력관리 반도체 연구 | 경기 | 2007년 4월 | 3천만 달러 투자계획 |
| Infineon | 자동차반도체 연구센터 | 서울 | 2007년 7월 | 무선통신 부문 병행 |
자료: Invest KOREA
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