시스템반도체는 미래에 유망한 산업과 서비스의 창출에 매우 중요한 부품이기 때문에 많은 산업 분야에 미치는 파급효과가 크다. 시스템반도체 세계 시장은 약 2,600억 달러의 규모이다. 이것은 메모리반도체 시장보다 약 4배 정도 큰 시장이지만, 국내 기업은 AP, CIS 등 특수 관계가 있는 일부 품목을 제외하고는 큰 성과를 내지 못하고 있다.

우리나라의 메모리 반도체 시장 점유율은 51.6%나 되지만, 이에 반해 시스템 반도체 시장 점유율은 5.1%에 불과하다. 메모리반도체 세계 1위라는 성과를 거둔 우리나라로서는 시스템반도체 시장을 확보할 때가 되었는데, 정부의 지원 없이는 이것이 거의 불가능하다고 봐도 된다.

우리나라와 달리 시스템 반도체 산업의 중요성을 일찍 인식한 선진국들과 개도국은 정부가 매우 큰 규모의 지원을 장기적이고 체계적으로 실행하고 있다. 시스템반도체 산업은 매우 높은 초기 투자비용, 높은 수준의 기술력과 인력 등의 특성 때문에 영세 기업이 혼자 자립하기는 불가능하다고 봐야 한다. 이 때문에 시스템반도체 산업을 강화시키기 위해서는 정부의 도움이 필요한 시점이 왔다. 이에 본 논문에서는 시스템반도체 산업의 동향, 경쟁국의 동향 및 미래 시스템반도체 산업의 경쟁력 강화를 위한 방안 등에 대해 다루고자 한다.

(1) 세계 시스템반도체 시장 2011년을 기준으로 세계 반도체 시장의 규모는 3,114 달러였고 이 중 시스템반도체는 전체 반도체 시장의 81.1%를 차지하고 있다. 또한 시스템반도체는 높은 성장세를 보이고 있어 앞으로 더욱 시장이 확대될 것으로 보인다. 시스템반도체 시장이 계속해서 성장함에 따라 팹리스 기업의 위상이 매우 높아지고 있는 상황이다. 세계의 30대 팹리스 기업을 살펴보면 미국, 대만, 일본, 유럽 국가의 기업들이 많으며, 한국 기업은 아예 찾아볼 수 없을 정도로 경쟁력이 약한 상태이다.

(2) 국내 시스템반도체 시장 국내 반도체 시장은 급속하게 성장세를 보이고 있으나 세계 시스템반도체 시장에서는 매우 미흡한 시장 점유율을 보이고 있다. 국내 팹리스 기업 중 매출 상위 10개 기업은 약 27.9% 매출 성장을 보였다. 시스템반도체는 새로이 등장하고 있는 IT 산업과 원래 있었던 전통 산업을 연결하고 융합하는 수단으로 사용되고 있다.

또한 다양한 기능을 내장하고 성능을 높이기 위해 하드웨어와 소프트웨어가 결합된 통합 SoC로 발전하여 더욱 중요해지고 있다. 시스템반도체와 연결될 수 있는 산업은 대체로 모바일 산업, 스마트가전, 에너지 등의 유망 분야로 예측된다.

모바일 시장에서는 스마트폰과 태블릿 PC 등이 크게 성장하고 있는 추세인데, 이와 함께 시스템반도체 시장도 확대될 가능성이 커 보인다. 스마트 가전 시장 역시 지속적으로 성장할 것으로 예측되고 이 분야에서의 시스템반도체 시장 역시 매우 높은 수준의 성장이 기대된다. 자동차 시장에서는 스마트 자동차, 제어 기능 등이 시장에서 주목을 받으면서 또한 시스템반도체가 큰 역할을 하여 수요가 늘어날 것으로 보인다.

대만은 새로이 뜨고 있는 신흥 제조업의 메카이다. 대만은 고급 기술 인력을 양성하는 데에 연간 1,880억 원 정도의 투자를 하고 있으며 시스템반도체를 위한 연구, 서비스 지원을 위해 National Chip Implementation Center를 운영하고 있다.

또한 다국적 반도체 기업을 유치하여 디자인센터를 구축하고, 세제 혜택, 인프라 정책 등 종합 지원정책을 펼치고 있어 미국에 이어 시스템반도체 시장에서 점유율 2위를 차지하고 있다. 중국은 과학기술부와 함께 첨단 기술 전체의 경쟁력을 높이기 위하여 시스템반도체 산업과 소프트웨어 산업 등을 연계한 산업 간의 동방성장 프로그램을 만들었다.

또한 과학 기술 발전 5개년 12차 계획을 세워 반도체와 그린에너지 등을 핵심 분야로 지정하였다. 특히 반도체 분야는 세제 혜택을 주고 엄청난 양의 지원을 해주는 등 인프라 및 프로젝트, M&A, 인재양성에도 아낌없이 지원하고 있다.

미국은 모든 업종에서 1위를 차지하고 있다시피 시스템반도체 분야에서도 1위를 계속해서 유지하고 있다. 이들은 1위를 유지하기 위해 정부와 기업들의 협업으로 반도체 제조 기술 연구조합을 설립하고, 연간 14억 달러 규모의 반도체 관련 연구를 하고 있다.

또한 대학교의 프로젝트를 지원하고 시스템반도체 분야의 새로운 인재 양성에 힘쓰는 등 계속해서 정부의 지원이 잘 이루어지고 있다. 일본은 다른 나라들에 비해 시스템반도체 분야에 대한 지원이 다소 미미하지만, 여러 반도체 기업들과 정부가 협업하여 인력과 자금을 모았다는 점이 매우 인상적인 국가이다.

일본의 대표적인 반도체 기업인 후지쯔, 히타치, 마쓰시타, 토시바 등은 ASUKA 프로젝트에 참여하여 정부와 공동 연구를 추진하였다. 또 여러 가지 프로젝트를 실시하여 신소재 연구를 개발하고 실용화 연구를 하는 등의 노력을 통해 기초 및 소재 기술을 다양하게 연마하게 되었다.

한국은 휴대폰, 디지털 가전 등의 분야에 연간 150억 원 정도의 연구 프로젝트를 지원하고 있다. 또한 2013년부터는 ETRI 주관의 사업을 통해 팹리스 기업들의 교육 시설, IP, 검증환경 등을 구축하고 기업들 간에 공동 활용을 연간 약 60억 원에 이르는 자금으로 지원 사업을 시행하고 있다.

국내 시스템반도체의 산업 경쟁력을 강화하기 위해서는 국가 및 기업들의 여러 가지 노력이 필요하다. (1) 설계 및 검증 인프라 모바일, 가전, 자동차 등 시스템반도체가 많이 쓰일 것으로 예상되며 성장세를 타고 있는 분야에 특화된 소프트웨어와 설계 및 검증 플랫폼을 구축하고 활용할 수 있는 시스템을 만들어야 한다. 또한 통합 플랫폼을 베이스로 하는 제품의 제작을 적극적으로 지원해야한다.

그리고 상용 IP를 확보해야 한다. 이와 같은 노력이 이루어진다면 스스로 모든 것을 하기 힘든 중소기업들이 기술 시장의 트렌드에 맞게 통합 SoC를 개발할 수 있는 발판을 갖게 된다.

또한 플랫폼 기반의 제품 덕에 마케팅에 활용 될 수 있는 칩을 개발하기가 쉬워진다. 마지막으로 매우 큰 자금이 들어가는 인프라 시설을 중소기업들이 공동으로 활용함을 통해 비용을 줄일 수 있을 것이라고 예상된다.

(2) 개방형 연구협력 체계 한국이 기존에 우위를 차지하고 있는 스마트폰이나 스마트 가전제품 등의 시장에서 계속해서 우위를 차지하고, 자동차나 에너지 등의 IT 산업과 융합될 분야의 위치 확보를 위해서 많은 지원과 노력이 필요하다. 이를 위해서는 기술과 시장을 발굴하는 연구 제도가 만들어져야하고, 이를 통해 발굴된 기술을 검증할 수 있는 연구가 이루어져야한다. 또한 이 기술이 상용화될 수 있는 것인지를 검증하기 위한 심층적이고 정확한 연구 체계도 필요하며 마지막으로 연구를 통해 얻은 결과물에 대한 공동 활용의 보장 등이 필요하다.