1988년 50.3%까지 기록했던 일본 반도체 산업의 세계시장 점유율은 1990년대부터 추락하기 시작해 2021년에는 6% 수준까지 떨어졌습니다. 키옥시아의 낸드 플래시 메모리나 소니의 CMOS 이미지 센서의 경우 현재까지도 비교적 높은 점유율을 유지하고 있으나, 최근 생성형 AI 서비스 열풍으로 수요가 급증한 최첨단 반도체와는 거리가 먼데요. 이대로라면 2030년 일본 반도체 산업의 점유율이 거의 제로가 될 것이라는 우려마저 나왔습니다.
💡 낸드 플래시 메모리, CMOS 이미지 센서: 플래시 메모리는 반도체의 셀이 직렬로 연결된 낸드 플래시와 병렬로 연결된 노어 플래시로 구분됩니다.
낸드 플래시는 노어 플래시에 비해 용량을 늘리기 쉽고, 소형화할 수 있어 다양한 모바일 기기 및 전자제품의 저장장치로 사용됩니다. 이미지 센서는 카메라 렌즈를 통해 들어오는 빛을 전기적 디지털 신호로 바꿔주는 역할을 합니다.
그 중 CMOS(Complementary Metal Oxid Semiconductor) 이미지 센서는 전력 소비가 적고, 소형화 및 관리가 용이해 모바일 기기에 주로 쓰입니다.
결국 반도체 산업 부흥을 위해 일본 정부가 직접 나섰습니다. 세계 반도체 파운드리 업계 1위인 대만 TSMC 공장 유치에 성공하면서 일본 반도체산업이 활기를 되찾고 있습니다. 오늘은 일본 정부의 반도체·디지털 산업 전략과 진행 상황, 전망에 대해 자세히 알아봤습니다.
일본의 新 반도체 전략
일본 정부는 반도체 산업 부흥을 위한 단계별 로드맵을 발표했습니다. 글로벌 반도체 기업의 공장을 유치하기 위한 보조금 지급은 물론, 여러 우호국과의 협력을 통해 첨단 반도체 기술 개발에 나섰습니다.
📈 2030년까지 반도체 매출 세 배 목표
일본 경제산업성은 지난 2021년 반도체 산업 부흥을 위해 「반도체·디지털 산업 전략」을 제정하겠다고 밝히고, 작년 4월 구체적인 로드맵을 발표했습니다.
반도체 관련 매출을 2030년까지 2021년의 세 배인 15조 엔(약 133조 원)까지 늘리는 것이 목표인데요. 국내 반도체 생산 기반 강화, 차세대 반도체 설계기술 확보, 미래 기술의 연구개발 추진 등 단계별 목표를 설정했습니다.
일본 정부는 2022년 추경예산 중 첨단 반도체 생산 거점 확보에 4,500억 엔(약 4.7조 원), 차세대 반도체 제조를 위한 연구 개발사업에 4,850억 엔(약 4.4조 원)을 집행했는데요. 자국 내 반도체 공급망을 구축하기 위해 일본에 반도체 생산시설을 짓는 기업에 최대 절반까지 건설비를 지원하겠다고 발표했습니다.
작년 5월에는 기시다 후미오 일본 총리가 삼성전자, TSMC, 인텔, IBM, 마이크론, 어플라이드, 머티어리얼즈 등 세계 7개 반도체 기업 대표를 총리 관저로 초청해 투자를 요청하기도 했죠.
🗾 반도체 생산 기반 강화
우선 반도체 생산 기반 강화를 위한 핵심 프로젝트로는 JASM(Japan Advanced Semiconductor Manufacturing)이 있습니다. JASM은 일본 덴소, 소니와 대만 TSMC의 반도체 솔루션 합작회사입니다.
JASM은 일본 규슈 구마모토현에 28~12나노미터(nm)급 반도체를 양산할 수 있는 공장을 짓겠다고 밝혔습니다. 이전까지 일본 내 반도체 공장들은 40나노미터급 반도체 양산이 한계였는데요. TSMC가 40나노미터 공정을 2008년 도입했음을 고려하면 한참 뒤처져 있었던 거죠.
지난 2월 JASM의 1공장이 개소해 올 4분기 28나노미터급의 로직 반도체 생산을 준비 중입니다. 일본 경제산업성은 TSMC와의 협력으로 일본 반도체 양산 기술이 크게 발전할 것이라며 기대감을 드러냈습니다.
💡 로직 반도체: 전자제품의 특정 부분을 제어하는 반도체로, ‘AND’, ‘OR’, ‘NOT’과 같은 디지털 논리회로로 만들어집니다. 스마트폰, 디지털 TV 등의 CPU 역할을 하는 AP(Application Processor)와 디스플레이 패널에 영상을 구현하는 DDI(Display Driver IC)가 대표적입니다.
🔬 차세대 반도체 설계 기술 개발
이에 더해 일본 정부는 자국 반도체 업체 라피더스에 9천200억 엔(약 8조 2천억 원)을 지원해 자체적으로 반도체 설계 기술을 확보하겠다고 밝혔습니다.
라피더스는 2022년 첨단 반도체 국산화를 위해 도요타, 키옥시아, 소니, NTT, 소프트뱅크, NEC, 덴소, 미쓰비시UFJ은행 등 일본 주요 기업 8곳이 합작해 설립한 회사로, 슈퍼컴퓨터, 자율 주행 자동차, 인공지능 분야 등에 활용할 로직 반도체를 개발하는 것을 목표 삼았습니다.
이를 위해 미국 IBM과 2나노미터 노드 반도체 공동 개발 파트너십을 체결하고, 벨기에 IMEC와 차세대 반도체 개발에 관한 MOC(협력 각서)를 체결해 연구를 진행하죠.
🖥️ 미래 기술의 연구 개발
가장 최종 단계로는 2030년 이후 본격 구현될 양자컴퓨터 등을 염두에 두고 광전 융합·양자 등 미래 기술의 장기적인 연구개발을 목표로 설정했는데요. 미국, EU, 한국, 벨기에, 네덜란드, 영국, 대만 등과 차세대 반도체 실용화 사례를 창출하고, 공동 연구를 추진할 계획이라고 밝혔습니다.
TSMC 구마모토 1공장 개소
세계 반도체 파운드리 1위 기업인 대만 TSMC가 미국 애리조나주에 이어 일본 구마모토현에 두 번째 해외 생산 기점을 마련했습니다. 일본 정부가 전체 투자금의 절반 이상을 지급하며 적극적인 유치에 나선 덕분인데요. 지난 2월에 개소해 시범 생산을 시작한 구마모토 1공장은 올 4분기 상업용 양산을 시작할 전망입니다.
🏭 미국에 이어 TSMC의 두 번째 해외 공장
지난 2월 24일 일본 규슈 지역의 구마모토현에서 대만 TSMC의 구마모토 1공장이 문을 열었습니다. 세계 반도체 파운드리의 60%를 점유하고 있는 TSMC는 작년 미국 애리조나주 공장을 개소한 데 이어 일본 구마모토현에 두 번째 해외 생산 거점을 마련했습니다.
공장 운영은 TSMC와 일본 덴소, 소니가 합작해 만든 반도체 솔루션 회사인 JASM이 맡았는데요. TSMC 본사에서 파견된 약 400명과 소니에서 파견된 약 200명을 비롯해 현지 채용 인력까지 총 1,700명이 근무할 예정입니다.
사이토 겐 경제산업상은 일본에서 처음으로 12~28나노미터 첨단 반도체를 생산하게 되면서 일본 반도체산업의 빠진 조각(미싱 피스)을 채우게 됐다며 제1공장에 대한 기대감을 드러냈는데요. 1공장은 올해 4분기 본격적인 상업 생산을 시작할 계획입니다.
설비투자액 절반 보조
일본은 TSMC 1공장 설립에 4,750억 엔(약 4조 2,000억 원)의 보조금을 지급했습니다. 이는 전체 설비투자액의 절반에 가까운 수치인데요. 일본 정부는 최근 2년 동안 반도체의 국산화를 위해 최근 2년 동안 2조 엔(약 18조 2천272억 원)의 예산을 확보했으며, 예산의 대부분을 해외 반도체 기업의 공장을 유치하는 데 사용했습니다.
기시다 후미오 일본 총리는 지난 6일 구마모토 제1공장을 직접 방문해 TSMC 구마모토 제1공장이 고용, 투자 등 일본 경제 전체에 큰 파급 효과를 미칠 것이라며 기대를 내비쳤습니다.
규수 경제조사협회는 TSMC 공장 설립에 따른 규슈 지역 경제효과를 20조 770억 엔(약 180조 원)으로 추산했는데요. 일본의 신용조사기관 데이코쿠 데이터뱅크는 공장 근로자가 증가해 해당 지역에서 주택 수요가 증가하고, 생필품 및 식품 소비가 늘었으며, 인력 파견 및 소개가 활성화하는 등의 경제 파급효과가 나타나고 있다고 전했습니다.
😮 2공장에 이어 첨단 패키징 설비까지?
웨이저자 TSMC CEO는 지난 6일 기시다 총리와 만나 올해 안에 구마모토 2공장 건설을 시작하겠다고 전했습니다. 구마모토 2공장은 6나노미터 수준의 반도체를 생산할 예정인데요. 일본 정부는 2공장 설립에도 7,320억 엔의 대규모 보조금을 지급할 계획입니다.
한편, TSMC가 첫 해외 첨단 패키징(후공정) 시설 거점으로 일본을 검토하고 있다는 얘기도 나오는데요. 반도체 공정은 크게 웨이퍼 공정인 전 공정과 패키징·테스트 작업을 하는 후공정으로 나뉘는데, 10나노미터 이하의 초미세 공정의 경우 패키징 기술을 통한 성능 향상이 매우 중요합니다.
로이터통신은 TSMC가 일본에서 'CoWoS(칩 온 웨이퍼 온 서브 스트레이트)' 패키징 설비 구축을 검토하고 있다고 전했는데요. 앞서 TSMC는 2021년 일본 도쿄 지역의 이바라키현에 첨단 패키징 연구 개발 센터를 설립한 바 있죠. TSMC가 일본에서 구마모토 1, 2공장에 이어 첨단 패키징 설비 구축에 나설 경우 반도체 산업을 부활시키려는 일본의 노력에 큰 힘이 될 것이라는 분석이 나옵니다.
현재 대만에서만 수행되고 있는 TSMC의 CoWoS 공정은 AI 반도체 생산의 필수 공정으로 여겨지며 엔비디아, AMD, 브로드컴 등 많은 회사의 제품에 쓰이고 있는데요. 최근 AI 반도체의 수요가 급증하면서 TSMC의 생산 능력이 이를 따라가지 못하고 있는 실정이죠. 이에 TSMC는 올해 CoWoS 생산량을 두 배로 늘리고 내년에도 추가 생산량을 확보하겠다고 밝혔습니다.
💡 CoWoS(칩 온 웨이퍼 온 서브 스트레이트) 패키징: CoWoS 패키징은 TSMC가 2012년 공개한 첨단 패키징 방식으로 기존 패키징 공정보다 설치 면적이 작고, 칩 간 연결이 빨라 고성능컴퓨팅(HPC) 업계에서 주목받고 있습니다. 메모리와 로직 반도체를 실리콘으로 만든 인터포저에 한 번에 올려 기존 방식과 달리 재배선 과정이 불필요한 것이 특징이죠.
라피더스 중심으로 자국 기술 강화
차세대 반도체로 여겨지는 2나노미터 반도체는 반도체 파운드리 업계의 다음 격전지로 대만의 TSMC와 한국의 삼성전자가 내년 양산을 목표로 개발하고 있는데요. 일본도 2나노미터 반도체 생산에 출사표를 던졌습니다. 일본 정부의 지원으로 설립된 파운드리 기업 라피더스는 미국의 IBM과 손을 잡고 2027년 2나노미터 반도체 생산을 목표로 개발 경쟁에 뛰어들었습니다.
🏭 홋카이도 공장 설립 지원
일본의 반도체 국책기업 라피더스는 현재 홋카이도 지역에 공장을 짓고 있는데요. 일본 정부는 지난 2일 극자외선(EUV) 노광장비 도입에 5천365억 엔(약 4조 7천830억 원), 후공정 기술 연구 개발에 535억 엔(약 4천770억 원)을 지원하겠다고 밝혔습니다.
라피더스는 최첨단 반도체 제조에 필수적인 극자외선(EUV) 노광장비 연구에서 선두 주자인 벨기에의 연구기관 IMEC와 공동 연구를 진행 중이죠. 한편, 일본 정부가 반도체 공정 중 후공정 기술을 특정해 개발을 지원하겠다고 밝힌 것은 이번이 처음인데요.
고이케 아쓰요시 라피더스 사장은 이날 기자회견에서 설계부터 후공정까지 이어지는 체제를 구축해 고객을 유치하겠다고 밝혔습니다.
🔬 2나노미터 생산 목표
라피더스는 2027년까지 2나노미터 반도체 양산을 것을 목표로, 내년 파일럿 라인 가동을 준비 중인데요. 파일럿 라인은 본격 양산에 앞선 시험생산 시설로서, 반도체 생산 경험이 없는 라피더스가 파일럿 라인 구축을 통해 양산 기술을 고도화하겠다는 겁니다.
현재 40나노미터 공정에서 2나노미터 수준으로 조기에 진입할 것이라는 자신감을 보이고 있는데요. 2021년 세계 최초로 2나노미터 반도체 기술을 발표한 미국 IBM과 제휴해 2나노미터 공정 노하우를 습득하고 있다고 밝혔습니다.
특히 현재 삼성전자가 업계 최초로 적용한 최첨단 기술인 게이트올어라운드(GAA)를 IBM으로부터 전수하였다고 밝혀 기대를 하고 있죠. 파운드리 업계의 1, 2위인 TSMC와 삼성전자 모두 GAA 기술을 적용해 2025년 2나노미터 반도체 양산을 목표로 하는 가운데, 반도체 생산 경험이 없는 라피더스가 과연 2027년 2나노미터 양산에 성공할 수 있을지 기대와 우려가 동시에 나옵니다.
📦 반도체 물류 거점 확대
한편 일본 내 반도체용 물류 최대 기업인 일본 통운은 연내 라피더스가 공장을 짓고 있는 홋카이도와 TSMC 공장이 위치한 규슈 등 5개 지역에 반도체 물류 거점을 신설하겠다고 밝혔습니다.
이로써 일본 내 반도체 물류 거점 면적이 7배 증가할 것이라고 전했는데요. 일본 정부의 지원으로 반도체 소재, 부품 기업들이 연이어 공장 신설이나 증산을 결정하면서 물류 수요가 급증했다는 설명입니다.
일본 반도체 부흥할 수 있을까?
TSMC에 이어 마이크론, 삼성전자, 인텔 등 글로벌 반도체 기업들이 연이어 일본에 생산 거점을 짓겠다고 밝히면서 일본 정부의 반도체 부흥 전략이 효과를 보인다는 평이 나옵니다.
최근에는 기시다 총리가 미국 조 바이든 대통령과 직접 만나 반도체 분야 협력을 약속했는데요. 한편, 일본의 고질적인 인력난 문제 해결을 위해 반도체 인재 육성에도 투자를 확대하는 모습입니다.
😀 모든 종류의 반도체 생산거점 확보
일본은 TSMC 외에도 마이크론, 삼성전자, 인텔 등 반도체 각 분야 최고 기업의 생산 거점을 유치하는 데 성공했습니다. TSMC에 이어 D램 업계 1위인 미국의 마이크론은 히로시마현에 첨단 반도체 공장을 건설 중입니다. 설비투자액 1,394억 엔 중 465억 엔을 일본 정부로부터 보조받았습니다.
삼성전자는 일본 정부로부터 보조금 100억 엔을 받아 가나가와현에 3D 반도체 시제품 라인 등 R&D 시설을 설립할 계획이며, 인텔 역시 일본 반도체 업체와 제휴를 강화하겠다고 밝혔습니다.
이로서 일본은 파운드리, D램, 후공정, 낸드플래시, 자동차용 반도체까지 모든 종류의 반도체 생산 거점을 확보했는데요. 일본 정부의 반도체 부흥 전략이 기대 이상의 성과를 보이고 있다는 평가가 나옵니다.
🤝 바이든과 협력해 중국 견제
지난 10일 조 바이든 미국 대통령과 기시다 일본 총리가 미국 워싱턴 백악관에서 정상회담을 가졌습니다. 이날 양국 정상은 반도체 분야와 관련해 첨단 기술 연구개발, 인재 육성, 공급망 강화에 협력하겠다고 밝혔는데요. 전문가들은 미국이 일본과 전략적으로 반도체 공급망을 형성해 중국을 견제하려 한다고 분석했습니다.
시장조사업체 트렌드포스는 중국의 범용 반도체 시장 점유율이 현재 31%에서 2027년 39%까지 높아질 것으로 전망했는데요. 앞서 미국은 유럽연합(EU)과도 28나노미터 이상 레거시 분야에서 중국 의존도를 줄일 방안에 대해 논의한 바 있죠.
💡레거시(Legacy) 반도체: 첨단 반도체와 대비되는 이전 세대의 반도체를 의미합니다. 시대에 따라 상대적이며 현재 기준으로는 28나노미터 이상의 반도체가 레거시 반도체로 분류됩니다.
😥 인력난이 제일 문제
한편 일본 반도체 산업이 부흥하기 위해서는 인력 부족 문제를 최우선으로 해결해야 한다는 지적이 나옵니다. 규슈 반도체인재 육성 컨소시엄은 TSMC 공장이 들어선 규슈 지역의 반도체 인재가 향후 10년간 매년 1,000명 규모로 부족할 것으로 추산했는데요. 이미 일본 반도체 업계에선 중소업체를 중심으로 인력난을 호소하는 곳들이 속속 생깁니다.
일본 내 반도체 부품을 생산하는 한 중소기업의 관계자는 TSMC나 라피더스에 인력이 쏠리면서 채용이 어려워진다고 호소했는데요. 증가하는 부품 수요에 맞춰 공장을 증설해도 인력을 구하지 못하면 기업 경영이 약화할 수밖에 없다고 덧붙였습니다.
🏫 반도체 인재 육성에 총력
이에 일본 정부는 반도체 인재 육성에 총력을 다하겠다고 밝혔습니다. 후쿠오카시의 경우 반도체 재교육 센터를 설립해 현업 종사자 업그레이드를 진행하고 있는데요. 중소기업에 대해서는 정부가 수강료를 전액 부담합니다.
TSMC 공장이 있는 구마모토현에 위치한 구마모토 대학교는 이번 달 반도체에 특화한 공과대 과정을 신설했는데요. 반도체 산업에 취업하는 졸업생을 2배 늘리겠다고 전언했습니다. 라피더스 공장이 들어선 홋카이도에서는 홋카이도대학교가 인재 육성 본부를 설치하고 반도체 연구로 저명한 도호쿠대와 교육 및 연구 제휴를 맺었습니다.
반도체 산업 부흥에 총력을 다하는 일본이 기존 파운드리 강자인 대만의 TSMC와 한국의 삼성에 준하는 성과를 낼 수 있을지 시장의 관심이 쏠립니다. TSMC 공장 개소를 시작으로 일본 반도체 업계에 어떤 변화가 생길지 귀추가 주목됩니다.
'NEWSLETTER > 산업 LETTER' 카테고리의 다른 글
| 전기차 시장 둔화에 추락하는 테슬라, 돌파구 없나? (3) | 2024.04.28 |
|---|---|
| 기름집들은 유가가 오르면 무조건 좋아할까? (1) | 2024.04.28 |
| 테슬라, 역시나 부진한 실적 1분기 매출 급감 (2) | 2024.04.26 |
| AI 가짜 정보 생성과 대책 (1) | 2024.04.26 |
| 한계 다다른 OTT 업계, 스포츠가 답이다 (1) | 2024.04.26 |
