13.반도체 산업과 AI시대

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

●4차혁명 산업성장의 동력 시스템반도체 산업과 AI시대

 

 

 

 

 

 

 

 

 

초거대 AI 시장 확대로 AI 반도체 성장이 예상되면서 시스템 반도체 산업은 2025년에 그 비중은  커질  전망이다.시스템반도체란 정보(데이터)를 저장하는 메모리 반도체와 달리 중앙처리장치 CPU 처럼 데이터를 해석·계산·처리하는 비메모리 반도체이다. 컴퓨터 중앙처리장치 CPU 처럼 특수한 기능을 하기 때문에 고도의 회로설계기술 필요하고다.  D램, S램, V램, 롬 등은 메모리반도체에 속하며, 중앙처리장치 CPU·멀티미디어 반도체·주문형 반도체·복합형 반도체·파워 반도체·개별소자·마이크로프로세서 등 메모리 반도체 이외의 모든 반도체가 시스템반도체에 속한다.메모리반도체의 경우 기능이 단순하지만 수요가 많아 대규모 투자를 바탕으로 대량 생산방식이 가능하다. 반면 시스템반도체는 종류가 매우 다양하며, 제품별로 기술집약적인 요소가 강하기 때문에 소량 생산에도 불구하고 많은 이윤을 남길 수있다.이러한 시스템 반도체는 한 업체가 모두 진행하기도 하지만 과정별로 특화된 기업으로 나뉘기도 한다. 분류하면, 종합반도체회사(IDM), 설계전문업체(팹리스), 위탁생산업체(파운드리), 패키징 및 테스트 업체(SATS)로 구분할 수 있다.시스템반도체와 메모리반도체 시장 규모는 2025년 각각 4773억 달러, 2205억 달러에 달할 것으로 예측되고 있다.시스템 반도체는 향후 5G, 자율주행차, 사물인터넷(IoT) 등 4차 산업혁명이 본격화되면서 새로운수요가 늘어날 것으로 기대된다.특히 챗GPT 등 초거대 AI 시장 확대로 AI 반도체 성장에 주목하여야 할 것으로 보겠다. AI반도체 시장 규모는 2020년 230억달러 규모에서 2025년 700억달러가 될 것으로 전망되며, 전 세계 반도체 시장의 19%를 차지할 것으로 추정되며, 국내 반도체 기업들은 시스템반도체 사업을 적극 육성하는 중이다. 삼성전자는 2030년 시스템 비메모리 반도체 1위 목표를 내걸고, R&D에 133조원을 투자를 단행한다. 특히 첨단 패키징 분야에 투자를 집중하고 있다. SK하이닉스는 2033년  17년 만에 8인치 파운드리 기업인 키파운드리를 다시 인수해 파운드리 위탁 생산능력을 2배 확대하였다.정부도 반도체 산업 경쟁력 강화를 위해 300조원 규모의 시스템 반도체 클러스터 조성을 결정하고 경기 용인시에 2나노미터(nm)이하 최첨단 반도체 제조공장 5기를 구축하고 국내외 우수 소부장·팹리스 기업, 연구소 등 최대 150개를 유치할 예정이다. 2042년까지 기존 생산단지 기흥, 화성, 평택, 이천 등의  인근 소부장 기업 및 판교의 팹리스 밸리 간 연계를 통해 메모리-파운드리-팹리스-소부장이 집적한 메가클러스터 구축 계획할 예정이다.

 

 

 

반도체산업은 장난감에서 부터 전자제품,우주항공,통신,금융,의료정밀,사물인터넷,로봇산업,자동차 등 새로운 시장을 개척하면서 세계 각국이 4차산업 개발경쟁을 치열하게 다투고있다.

 

 

 

 

 

 

 

◐반도체산업의 분류

 

 

 

 

1.메모리반도체

 

 

정보를 저장할 수 있는 매체로서 표준품의 대량생산에 필요한 생산기술이 경쟁력의 핵심요인으로 작용한다.

 

 

휘발성RAM	D램	주로 PC 용 주기억장치에 이용되며 정보처리속도 및 그래픽 처리능력에 따라 SD램, 램버스,D램, DDR, DDR2등이 있다.
	S램	소비전력이 적고 처리속도가 빠르기 때문에 컴퓨터의 Cashe, 전자오락기 등에 사용된다.
	V램	화상정보를 기억하기 위한 전용메모리이다.
비휘발성ROM	MASK롬	제조 공정시 고객이 원하는 정보를 저장하며, 전자게임기의 SW저장용, 전자악기, 전자사진 등에 사용된다.
	EP롬	자외선을 이용하여 정보를 지우거나 저장한다.
	EEP롬	ROM의 특징과 입출력할 수 있는 RAM의 특징을 겸비한다.
	Flash메모리	전력소모가 적고 고속프로그래밍 및 대용량 저장이 가능하여 컴퓨터의 HDD를 대체할 수 있는 제품으로 NOR고드저장형과 NAND데이터저장용으로 구분된다.

 

 

 

 

 

 

 

2.비메모리반도체(시스템반도체)

 

 

정보저장이 없이 연산이나 제어기능을 하는 시스템반도체로서 응용제품의 운용에 필요한 설계기술이 경쟁력의 관건으로 작용한다.

 

 

 

 

 

시스템IC	마이크로콤포넌트	컴퓨터를 제어하기 위한 핵심부품으로 Micro Prosser Unit, Micro Controller Unit, Digital Signal Processer등이 있다
	Logic Asic	사용자의 요구에 의해 설계된 특정회로 반도체이며, 주문형 IC로서 다품종 소량생산에 적합하다.
	Analog Ic	제반신호의 표현처리를 연속적인 신호변환에 의해 인식하는 IC로서 Auido/Video, 통신용, 신호변환용으로 사용한다.
	LDI	LCD Driver IC로서 구동 또는 제어에 필수적인 IC이다.

 

 

 

시스템반도체(비메모리반도체)는 판단연산기능-중앙처리장치(CPU),애플리케이션(AP),통신기능-모뎀,수집기능-이미지센서,라이더센서 등의 기능을 가지고 세계 반도체시장의 60%을 차지하며 ,메모리반도체 보다 약 1.5배가 큰 규모로서 경기변동의 영향을 적게 받는 산업이다.고가의 설계,검증도구(TOOL),반도체설계자산(IP),기술기반(인프라)등이 필요하기 때문에 중소기업에게는 진입장벽으로 작용하고있다.시스템반도체 산업은 크게 4개분야로 나누게된다.

 

 

 

▷종합 반도체 회사(IDM)-설계에서 생산까지 전 과정을 다루는 기업

▷팹리스(FABBLESS)회사 -반도체생산시설이 없이 설계,개발만을 전문적으로 하는 기업

▷파운드리 회사(foundry company)-종합 반도체 회사나 팹리스 회사에서 위탁받아 반도체 생산만을 전문적으로 하는 기업

▷패키징 & 테스트회사(packaging & test company)-반도체 원판 조립 등 후공정을 전문으로 하는 기업으로 구성된다.

 

 

 

 

 

 

 

3.기타 개별소자,DISCRETE

 

DIODE,트랜지스타 처럼 직접회로 IC와는 달리 개별품목으로서 단일기능을 갖는 제품을 의미하며,이것이 모여 IC가 된다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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