"대만 TSMC처럼...한국도 팹리스·파운드리 상생하는 'KSMC' 만들어야"

한국공학한림원, 반도체특별위원회 연구결과 발표회 개최

제조 시설 적기 투자 위해 20년간 300조 투입해야

연구개발 팹과 테스트 시스템을 구축하는 공공 R&D팹도 필요

한국공학한림원은 18일 오후 4시 신라호텔에서 반도체특별위원회 연구결과 발표회를 개최했다.ⓒ데일리안 조인영 기자

위기의 한국 반도체 산업 해법으로 제조 경쟁력 제고, 시스템반도체 생태계 강화, 새로운 시장 창출을 위한 연구개발 등을 추진해야 한다는 주장이 제기됐다. 20년 중장기 전략 관점에서 제조에는 300조원을, 시스템 반도체에는 20조원의 지원이 이뤄져야 한다고도 전문가들은 진단했다.

한국공학한림원은 18일 오후 4시 신라호텔에서 반도체특별위원회 연구결과 발표회를 열고 이같은 반도체 산업 촉진을 위한 정책 방향성을 제안했다.

한국공학한림원은 올해 2월 국내 반도체산업의 생태계 현황과 정책·제도를 분석하고, 기술경쟁력 강화 및 산업 선도전략을 제시하기 위해 반도체특별위원회를 발족, 연구를 지속해 왔다.

반도체특별위원회는 해당 분야 공학계 석학과 산업계 분야벌 전문가로 구성해 다양한 시각의 의견을 수렴할 수 있도록 구성했다. 공동위원장은 곽노정 SK하이닉스 대표이사 사장, 이혁재 서울대학교 교수다.

이혁재 교수는 'K-반도체 이대로면 무너진다?' 기조 발표에서 우위를 보여왔던 메모리 반도체 기술력이 평준화 시대로 진입했다고 진단했다. D램의 미세화 기술은 한계점에 봉착해 기업별 기술 수준 순위는 판단하기 어렵다는 설명이다. 낸드 기술도 단수 차이가 사라지면서 후발주자인 중국 YMTC가 유사한 수준의 낸드 기술을 확보·생산중이라고 했다.

대한민국이 신규 투자로 경쟁력을 유지해왔던 장점도 사라졌다고 이 교수는 말했다. 지금은 반도체 기술을 보유한 모든 국가가 투자 경쟁을 펼치고 있다.

또 제조공정 역량은 우수하나 이를 뒷받침하는 기반기술(소부장, 설계) 경쟁력은 미흡하다고 했다. 패키징(후공정) 분야 역시 취약한만큼 팹리스, 패키징, 소부장 기업 육성을 위한 종합 대책이 필요하다고 이 교수는 주장했다.

이외에 반도체 인력 이탈, 인프라 구축 인허가 지연, 중복되고 불필요한 규제, 주 52시간에 따른 인적생산성 최하위 등을 지적했다.

이어지는 주제 발표에서 전문가들은 크게 4가지 위기 극복 방안을 제안했다. 첫 번째는 제조업을 지켜야 하고, 두 번째는 시스템반도체 생태계를 강화해야 하며, 세 번째는 새로운 시장 기회를 갖는 연구개발을 추진해야 한다는 것이다. 마지막으로 인재 유인과 유입을 정책을 들었다.

ⓒ한국공학한림원

안기현 반도체산업협회 전무는 '제조업을 지켜라!' 주제발표를 통해 선제적 기술개발을 통한 시설 투자 시너지를 높여야 한다며 20년간 3조원 이상의 연구개발투자지원이 필요하다고 주장했다.

적시 투자를 위해 300조원 규모의 재정지원이 필요하다고도 밝혔다. 용인클러스터 등 2047년까지 20년간 반도체 투자 및 시설 운영에 소요되는 재원은 1000조원이다. 이중 30%에 해당하는 300조원을 보조금 및 기금 형태로 지원해야 한다고 안 전무는 주장했다.

300조원 중 10%인 30조원은 업황 악화 시 투자보조금으로 지원 준비가 필요하며 25%인 75조원은 투자세액공제로, 5%인 15조원은 인프라구축 지원, 20%인 60조원은 금융권 반도체 펀드 투자, 40%인 120조원은 저리대출에 활용될 필요가 있다고 안 전무는 설명했다.

미국의 경우 투자비의 40%까지 지원(보조금 5~15%, 세액공제 25%)하고 있다고 덧붙였다.

반도체 제조 기반산업인 소재·부품·장비산업의 경쟁력 강화도 언급했다. 소부장 내재화율은 30% 수준에 그치고 있다는 지적이다. 이를 극복하기 위해서는 관련 연구개발 지원이 필요하며, 국내에서 생산한 소부장 제품을 국내 수요기업에 판매할 경우 인센티브 지급을 해야 한다고 안 전무는 주장했다.

소재·부품·장비 기업의 수도권 규제 완화 및 환경규제·인허가 문제 해소 지원의 강화도 필요하다고도 했다.

반도체는 속도 경쟁이므로 속도를 지연시키는 원인을 정리할 필요가 있다고 안 전무는 강조했다. 중복되고 불필요한 규제가 정리돼야 하며, 이 일환으로 주 52시간의 굴레에서 벗어나야 한다고도 밝혔다. 그는 "반도체특별법에 반도체 분야 주 52시간을 예외분야로 명기할 필요가 있다"고 말했다.

권석준 성균관대학교 교수는 '시스템반도체 생태계를 강화해야 한다' 주제발표를 통해 국내 팹리스에 맞는 파운드리(반도체 위탁생산) 팹을 구축·운영해야 한다고 주장했다.

권 교수는 삼성 원툴로서의 국내 파운드리는 한계가 있다고 지적하면서 한국 시스템 반도체 문제점으로 제한된 팹리스 생태계, 웨이퍼 단가 상승, 혁신 가능성 저하 및 원가 경쟁력 약화를 들었다. 특히 국내 핍리스는 제한된 IP(설계자산)&삼성전자 접근성으로 시험생산 및 QC(품질관리) 피드백 기회가 부족하며, 그 결과 국내 보다는 해외 파운드리에 의존하게 되는 악순환이 발생한다.



ⓒ한국공학한림원

이를 위한 대안으로 권 교수는 연구개발(R&D) 팹과 테스트 시스템을 구축하는 공공 R&D팹 KSMC(Korea Semiconductor Manufacturing Corporation)를 제안했다. 이 시설은 국내 팹리스부터 소부장, 패키징까지 국내 반도체 관련 기업의 R&D 지원 및 business development 역할과 성능 데이터의 피드백 및 공급망 제품화의 품질관리, 국제 표준 및 수출 품질 인증을 하는 역할을 한다.

권 교수는 "TSMC가 1987년 창업을 할 당시 가장 큰 투자 주체는 대만 정부, 특히 대만의 교육연금 펀드나 공적자금이 가장 큰 비중을 차지했다. 또 TSMC가 1992년 민간으로 전환된 것을 고려하면 5년 정도의 인큐베이션(육성) 시간이 있었다. 우리도 그런 모델을 감안해 TSMC와 비슷한 형태의 KSMC를 만들어볼 수 있다"고 밝혔다.

여기에는 20조원 규모의 투자금이 필요하다고 추산했다. 2025년 계획 입안, 2026년 착공, 2030년 완공, 2031년 양산 등의 순서로 진행된다. 권 교수는 20조원이 투자되면 10년 뒤 200조원, 20년 뒤 300조원의 경제 효과가 발생할 것으로 추정했다.

그는 "파운드리와 수요를 파악해 맞춤형으로 만들 수 있는 투자금이 단계적으로 집행될 필요가 있다"면서 "팹리스 생태계를 위해서는 결국 파운드리 접근성을 강화해야 한다"고 덧붙였다.

KSMC의 영역은 10nm(나노미터·10억분의 1m) 이상급을 타깃으로 삼아야 한다고 권 교수는 말했다. 그는 "KSMC가 공기업 형태로 운영되기 위해서라도 10nm 이하급의 선단 공정까지 커버하기는 어려울 것"이라며 "1차적으로 10nm 이상급의 미들테크/레거시(범용)를 제안한다. 10nm 이상이더라도 기술적으로 결코 쉽지 않다"고 설명했다.

권 교수는 "삼성 파운드리가 10nm 이하에서 TSMC와 거의 유일하게 경쟁할 수 있는 회사"라며 "삼성 파운드리와 굳이 오버랩이 될 필요는 없다. 빈 간극이 워낙 크기 때문에 그 간극을 메꾸는 것부터 우선순위가 돼야 한다"고 덧붙였다.

ⓒ한국공학한림원

이를 위해 삼성전자의 레거시 팹 일부를 활용하는 방안도 언급됐다. 권 교수는 "삼성은 10nm 이상 레거시도 한다. 기흥 6라인 팹이 대표적 사례"라며 "삼성 입장에서 감가상각이 되는 라인을 KSMC가 리스(임대)를 하는 방식으로 생각해볼 수 있다"고 말했다.

김동순 세종대학교 교수는 '새로운 시장기회를 잡아야 한다!' 주제발표를 통해 목적 지향적 연구개발 중요성을 강조했다.

구체적으로 기술 연계 및 거래를 위한 기술 사업화 연계 오픈 플랫폼 구축이 필요하고, 유니콘 반도체 기업의 확보를 위한 수요기업/대기업-팹리스가 참여한 상용 타겟형 대형 R&D 지원이 필요하다고 했다. 전략 물자 확보를 위한 기술격차가 높은 첨단 기술 확보형 R&D 지원도 요청했다.

백광현 중앙대학교 교수는 '인재 유인과 유입이 필요하다!'는 발표에서 반도체 분야 해외 우수인력 유치 경쟁이 치열하다고 말했다. 반도체 산업은 지식집약적 첨단 산업으로 타 산업에 비해 상대적으로 많은 석박사 인력이 필요하다.

이같은 인재 유인 및 유입 전략으로 백 교수는 반도체가 평생직업이 될 수 있도록 사학연금과 같은 반도체 특별 연금법이 필요하다고 주장했다. 또 인재 유인을 위해서는 중, 고등학교 반도체 전문 동아리 활성화를 지원해야 하며 인재 유입을 위해서는 외국인 대상 대학 학과를 설치가 필요하다고 했다.