반도체 산업의 숨은 강자 네덜란드, 그 경쟁력의 원천은?

 

 

 

네덜란드와 한국은 공통점이 많지만, 그 중 하나는 세계 반도체 산업에서 중요한 위치를 차지하고 있다는 점이다. 한국은 전자산업의 방대한 수요를 기반으로 하는 최대의 반도체 생산국가인 한편, 네덜란드는 반도체를 생산하지는 않지만 정밀한 반도체 제조용 장비를 제조하며, 반도체 관련 기술 연구를 축적하고 있다. 이번 보고서에서 네덜란드 반도체 산업에 대한 이해를 높이고, 반도체산업이 어떻게 오픈 이노베이션을 비롯한 하이테크 생태계를 구축했는지 알아보자.

 

□ 네덜란드, 반도체 산업의 강자

 

 ○ 한국으로의 수출 중 40%를 반도체 제조용 장비가 차지

  - 네덜란드에서 한국으로 주요 수출되는 품목은 기계와 운송장비임. 좀 더 자세히 들여다보면 반도체 제조용 장비가 수출에 매우 큰 비중을 차지하고 있으며, 전체 수출의 약 40%가 딱 한 회사, ASML에 의해서 이뤄지고 있다는 점을 발견할 수 있음. (ASML은 반도체 생산에 핵심적인 노광장비를 제조하는 회사임.)

 

자료원: 네덜란드통계청(CBS)

 

  - 네덜란드의 반도체 제조용 장비 및 부품(HS 8486) 수출은 2013년 기준 51억6000만 유로로 전체 수출의 1.02%를 차지함. 네덜란드에서 10번째로 수출액이 높은 품목임.

  - 2013년 기준 네덜란드의 최대 반도체 제조용 장비 및 부품 수출국은 대만(22억9000만 유로)이었으며, 한국이 14억2000만 유로로 2번째로 높은 수출국임.

 

 ○ 전 세계 반도체 장비의 약 1/4 이상이 네덜란드에서 생산

  - 국제반도체장비재료협회(SEMI)는 전 세계 반도체 장비시장이 2014년 약 380억 달러에 달하는 것으로 추정

  - 대표적인 회사는 미국의 Applied Materials이며, 네덜란드도 전 세계 반도체 장비의 약 1/4 이상을 생산하며, 반도체산업에서 중요한 역할을 차지하고 있음.

 

네덜란드 반도체 장비 생산기업별 매출액 및 점유율

            (단위: 백만 달러, %)

기업명	매출액	세계시장 점유율
ASML	7,800	20.5
ASM International	745	2.0
VDL Enabling Technology*	600	1.6
BESI	465	1.2
Assembleon*	100	0.3
총계	38,000	100

주: 추정액, 점유율은 전 세계 반도체 장비 시장 대비 해당 기업의 매출액 비중

자료원: SEMI, YChart

 

□ 네덜란드 반도체산업의 가치사슬

 

 ○ 반도체 산업의 가치사슬은 다음과 같이 구분할 수 있음. 네덜란드에는 생산기업부터 장비 제조업체까지 산업 각각의 가치사슬에서 활동하는 기업이 모두 소재하고 있음.

  - 설계(Design): 반도체 회로 설계

  - 전공정(Front-End): 웨이퍼 제조 및 웨이퍼에 전자회로 구현

  - 패키징(Packaging): 반도체가 사용되는 기기에 들어가는 프레임에 칩을 부착

  - 테스트(Test): 웨이퍼와 반도체 완성품을 테스트

  - 생산(Production): 종합 반도체업체(Integrated Device Manufacturer) 등

 

 ○ 설계공정(Design)

  - 반도체 설계 공정은 회사 규모가 클 필요가 없어서 매우 세분돼 있음. 네덜란드에는 다음과 같은 다수의 소규모 회사가 포진해 있음.

  - 설계회사 중 아래의 회사는 반도체 설계 지식재산권을 자체 보유하고 있어 칩리스(Chipless)로 분류될 수 있음.

   · ItoM(www.itom.nl): 반도체 설계 지식재산권을 보유한 칩리스 설계회사이며, 사물인터넷의 트랜시버, 차세대 방송 수신기 시장에서 활발히 활동하고 있음.

   · Bruco Integrated Circuits BV(www.bruco.nl): 다양한 반도체 표준 솔루션을 개발

   · Recore Systems(www.recoresystems.com): 소비자용과 하이엔드용 고급 디지털 신호 처리 반도체 칩 설계

   · Catena(www.catena.nl): 통합회로 설계와 독립 IP 전문

   · Mindcet(www.mindcet.com): 혼합신호 전기제품 설계

  - 아래의 회사는 설계 수행

   · Radio Semiconductor Corporation(www.radiosemi.nl): 전공정(Front-end) 모듈과 RF IC 위주 설계

   · SystematIC design(www.systematic.nl): 다양한 전자기기 및 통합 회로 설계

   · Core Vision(www.core-vision.nl): 반도체 설계 및 생산 지원

   · AnSem(www.ansem.com): 유럽의 팹리스 아날로그 ASIC(주문형 반도체) 디자인 서비스 회사임. 아날로그, RF, 혼성신호 집적회로 설계

   · Dizain-Sync(www.dizain-sync.com): FPGA, 보드, 칩 설계, 데이터 관리, 생산 데이터 관리 및 제품 수명주기 관리 등

 

 ○ 전공정(Front-end)용 장비

  - 반도체 전공정은 전 제조과정에서 가장 정교한 부분임. 반도체를 더 작게 만들어야 한다는 요구가 높아지며, 나노미터 크기로 공정이 진행됨.

  - ASML(www.asml.com)

   · 일반 소비자에게는 잘 알려지지 않았지만, ASML에서 생산되는 노광장비에 거의 전 반도체산업이 의존하고 있음. 경쟁업체로 Canon과 Nikon 등이 있지만, 소자 미세화를 향한 경쟁에서 ASML은 경쟁사를 모두 제쳐 거의 100%에 육박하는 시장점유율을 보유함.

   · ASML은 순이익 17억 달러, 매출액 78억 달러로, 세계에서 두 번째로 크고, 가장 수익성이 좋은 반도체 장비 회사임.

   · ASML은 2012년 인텔, TSMC, 삼성전자로부터 약 2조 원에 이르는 연구개발자금을 지원받아 극자외선(Extreme Ultra Violet, EUV) 노광장비(Lithography)를 개발하고 있음. EUV 기술은 짧은 파장의 빛을 이용해 정밀도를 높여 10나노대의 반도체 생산을 가능케 할 것으로 예상됨. ASML은 2016년에 EUV가 양산 도입이 가능할 것이라 발표함.

  - ASM International(www.asm.com)

   · 웨이퍼 증착 공정에서 사용되는 원자층 증착 장비(ALD; Atomic Layer Disposition) 제조업체

   · ASM의 주력기술로 원자층 증착 기술과 플라즈마 원자층 증착기술(Plasma Enhanced Atomic Layer Dispositioning)이 있음. 이 기술을 통해서 트랜지스터의 전력 소비를 줄이면서 45nm 이하 소자 제조가 가능하게 됨.

  - VDL Enabling Technologies(www.vdletg.com): 전공정, 후공정 1차 공급업체

   · VDL Group은 직원이 9100명에 달하는 회사로 자동차, 버스 등 다양한 산업분야에서 활동하고 있음. 그 중 특수장비를 공급하는 자회사 VDL Enabling Technologies 보유

   · VDL Enabling Technologies는 전공정(웨이퍼, 박막 증착, 노광, 이온 주입, 에칭 등)과 후공정(웨이퍼 다이싱, 와이어 본딩, 패키징, 테스팅 등)에 필요한 장비를 생산함. ASML의 전략적 파트너 중 하나

  - Trymax (www.trymax.nl) : 에칭&애싱(감광액 제거) 공정 장비

   · Trymax는 집적회로와 기타 반도체 제조에 이용되는 플라즈마를 이용한 감광제 제거와 표면 세정, 등방성 식각(isotropic etch) 장비를 공급

   · Trymax에서 생산하는 NEO 플랫폼은 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems), TSV(Through Silicon Via, 실리콘 관통 전극), eWLB(Embedded Wafer Level Ball Grid Array), 폴리머 제거 등에 이용됨.

  - Mapper(www.mapperlithography.com)

   · Mapper는 기존 반도체 생산방식에 도전해 새로운 노광장비를 개발하고 있는 업체

   · Mapper는 전자빔을 이용한 ‘마스크 사용 없는(Mask less)’ 노광기술을 개발해 냈음. 이 기술은 22nm 이하의 반도체 소자를 생산해 낼 수 있는 것으로 여겨지고, 배치 크기가 작을 때 비용 절감이 가능한 것으로 나타남.

   · Mapper는 네덜란드 Delft 공과대학에서 기술 개발을 통해 창업한 사례임. 현재 RUSNANO(약 100억 달러 규모의 러시아 투자펀드), ADP Industries, Parcom Capital 등에서 투자하고 있음.

 

 ○ 후공정(Back-end) 패키징(Packaging)용 장비

  - 반도체가 웨이퍼에 임프린트 된 후 웨이퍼는 조각조각 잘려서 각각 전자기기에 부착되도록 패키징돼야 함. 이 공정에 필요한 기술력은 보통 전공정보다는 낮은 것으로 여겨짐.

  - 그러나 전자기기가 소형화되고 반도체가 더 정밀해지면서, 패키징 장비도 더욱 높은 정밀성과 정확도가 필요해짐. 또한, 아날로그와 디지털 솔루션을 통합하는 반도체 수요의 증가 역시 높은 기술력을 요구하고 있음.

  - BESI(www.besi.com)

   · 후공정용 반도체 조립장비 개발·제조·서비스를 제공함. 최근에는 열압착접합(Thermo compressing bonding), TSV(Through Silicon Via), Copper pillar, 웨이퍼 단위 패키징 등의 기술에 주력하고 있음.

   · 스마트폰, 태블릿PC, 자동화기계 등 고성능 패키징을 전문으로 함. 주 고객은 반도체 제조사, 조립업체, 전자제품 제조사 등으로 Foxconn, STMicroelectronics, Infineon, LG 이노텍 등이 있음.

  - Assembleon(www.assembleon.com)

   · Assembleon은 필립스의 스핀오프 회사로, 표면 장착장비(Surface Mount Equipment)를 개발·제조함.

   · 표면 장착장비는 정밀도가 매우 높아야 하는데, 경쟁업체의 불량률이 100만 회 중 50회 이상임에 반해, Assembleon의 장비는 1회 미만으로 알려졌음.

   · 최근 싱가포르 반도체 제조회사인 Kulicke & Soffa에 인수됨.

  - Boschman Technologies(www.boschman.nl)

   · Boschman Technologies는 고성능 트랜스퍼 몰딩 시스템을 개발, 공급함. 고부가가치 봉지(encapsulation) 공정과 장비 솔루션을 제공함.

  - Advanced Packaging Center(www.apcenter.nl)

   · APC는 패키징 개발을 지원하는 업체로 MEM’s, 센서, LED와 고성능 IC 제품군에서 특허 받은 몰딩기술인 Film Assist Molding(FAM)을 맞춤형 설계로 제공함. FAM 기술은 Boschman Technologies에서 개발됐는데, 소비자 가전에서부터 자동차, 의료기기에까지 적용할 수 있음.

 

 ○ 시험․검사 업체

  - 반도체는 생산공정의 다양한 단계에서 테스트가 필요함. 네덜란드의 주요 반도체 시험·검사업체는 다음과 같음.

  - RoodMicrotec(www.roodmicrotec.com)

   · RoodMicrotec은 반도체 검사 전문업체로, 연간 1000만 유로의 매출액을 달성하며, 직원수는 100명가량임. OEM 생산업체나 팹리스 회사를 고객으로 두고 있음.

  - Salland Engineering(www.salland.com)

   · Salland Engineering은 반도체 테스트를 전문으로 하는 엔지니어링 회사임. Siemens, IBM, NXP, Texas Instruments 등의 고객에게 서비스를 제공함.

 

 ○ 반도체 제조업체(종합반도체업체)

  - 네덜란드에 반도체 제조용 장비를 생산하는 회사는 많지만, 반도체를 직접 생산하는 회사는 얼마 되지 않음. 300㎜ 반도체 생산라인은 없으며, NXP는 200㎜ 웨이퍼 생산라인을 보유함. 네덜란드 전체 생산량은 월간 200㎜ 10만 개 가량임.

  - NXP(www.nxp.com)

   · NXP는 자동차, 보안, 홈 오토메이션에 특화된 반도체를 생산하고 있음. RF, 초저전력반도체 등 전력 기술, 초고속 인터페이스 설계, 디지털 프로세싱에 강점을 가지고 있음.

   · 연간 매출액은 50억 달러가량이며, 2013년 기준 전 세계 반도체 생산 업체 중 13위를 기록했음. 고객사는 Apple, Huawei, Samsung 등

  - Greenpeak(www.greenpeak.com)

   · Greenpeak은 초저전력 무선통신 반도체(ultra low power wireless co㎜unication semiconductors) 전문 생산기업임. 이 반도체는 스마트 홈 애플리케이션과 사물인터넷에 주로 사용됨.

  - Gemalto(www.gemalto.com)

   · Gemalto는 통신, 안전결제, 보안용 칩카드를 생산함. 연간 20억 유로 매출액을 달성했으며, 전 세계 시장의 50%를 점유하고 있음.

  - Nedcard(www.nedcard.nl)

   · Nedcard는 필립스의 스핀오프로 통신, 결제 및 은행, e-정부 및 신원 확인을 위한 스마트카드(SIM-Cards)를 생산함. 이 스마트카드(칩)을 1x1㎜의 50㎛ 두께로 생산할 수 있음.

 

네덜란드 반도체산업 가치사슬

 

□ 네덜란드 반도체 산업의 경쟁력, 하이테크 생태계

 

 ○ 네덜란드가 반도체 장비 시장에서 경쟁력을 가질 수 있었던 요인 중 하나로 유기적인 하이테크 회사의 네트워크, 즉 하이테크 생태계를 꼽을 수 있음.

  - 반도체장비 생산라인은 다수의 전문 공급업체에 의존하며, 산업을 구성하는 기업은 서로의 경쟁력을 높여주고 있음.

  - 하이테크 회사는 공동으로 연구개발을 수행하는 ‘오픈 이노베이션’ 체계를 갖고 있음. 이 오픈 이노베이션은 ASML이나 FEI, 필립스 등 혁신이 핵심 역량인 회사에는 중요한 인프라로 여김.

 

 ○ 하이테크 생태계의 핵심, 오픈 이노베이션

  - 오픈 이노베이션은 내부·외부의 자원을 통합해 새로운 기술과 제품을 개발하는 과정으로 정의

   · 오픈 이노베이션이란 연구, 개발, 상업화에 이르는 기술혁신의 모든 과정에서 대학이나 타 기업, 연구소 등 외부의 기술이나 지식, 아이디어를 활용함으로써 혁신의 비용은 줄이고 성공 가능성은 높이며 효율성과 부가가치 창출을 극대화하는 기업 혁신의 방법론을 일컬음.(자료원: 정보통신산업진흥원 발간 ‘IT R &D 정책 동향’)

  - ASML은 하이테크 생태계에서 오픈 이노베이션이 얼마나 중요한지 잘 보여주는 대표적인 사례임.

   · ASML에서 제작된 노광장비는 전 세계에서 가장 정밀한 기계장비 중 하나로, 이 장비 하나를 생산하기 위해서 첨단기술을 보유한 부품 공급업체를 확보해야 하며, 비핵심 R &D 활동을 공급업체에 아웃소싱해야 함.

   · ASML에 공급하는 첨단업체로는 Tecnotion(선형 모터), Prodrive(전기 시스템), Aalberts(진동제어장치), BKL(특수 리프팅 장비), VDL(웨이퍼 핸들링 장비) 등이 있음.

 

 ○ 네덜란드 하이테크 생태계의 기반을 닦은 필립스

  - 100년 이상의 역사를 가진 필립스는 다양한 비즈니스를 스핀오프 했는데, ASML의 시작도 1984년 필립스와 ASM International의 합작법인임.

 

필립스에서 분리된 회사

회사명	비즈니스 분야	매출액	웹사이트
ASML	Lithography Machines	52억4,500만 유로	www.asml.com
NXP	Semiconductors	48억1,500만 달러	www.nxp.com
FEI	Electromicroscopes	9억2,800만 달러	www.fei.com
Assembleon	Surface Mount Machines	8,000만 유로	www.assembleon.com
NedCard	Smart Card and RFID	4,800만 유로	www.nedcard.nl
Tecnotion	LinearMotors	2,300만 유로	www.tecnotion.com
Admesy	Colorimeters	220만 유로	www.admesy.nl
Liquavista	Electrowetting Displays	Amazon에 인수	www.liquavista.com
Shapeways	3d printing	Start-up	www.shapeways.com
Dimenco	3d television(without glasses!)	Start-up	www.dimenco.eu
Hemics	Rheumatoid Arthritis Scanner	Start-up	www.hemics.com

 

□ 네덜란드 반도체 산업의 과제

 

 ○ 무어의 법칙(Moore’s Law), 네덜란드의 손에 달렸다?

  - 무어의 법칙은 반도체 회로 속의 트랜지스터 수가 2년(혹은 18개월)마다 2배로 늘어날 것이라는 법칙임.

  - ASML은 무어의 법칙을 실현하는 주요 동력인데, 바로 더 작은 반도체 소자를 만들 수 있는 노광장비를 개발하고 있기 때문임. 다음 세대에는 파장이 짧은 EUV(extreme ultra violet light) 광원을 활용해 10nm 이하의 차세대 반도체를 생산할 수 있을 것으로 기대됨. 현재 EUV 광원을 안정적으로 개발할 수 있는지가 ASML의 관건임. ASML은 2016년에 EUV가 양산 도입이 가능할 것이라 언급함.

  - ASM International도 무어의 법칙을 가능케 하는 중심축 중 하나임. ASM은 원자 증착기술을 위한 새로운 소재와 공정을 개발하고 있음. ASM에서 개발하는 신소재는 기존 실리콘 소재에 대비해 높은 커패시턴스, 적은 누출량, 높은 이동성, 낮은 저항, 낮은 간섭현상, 빠른 배선, 작은 크기 등을 특징으로 가질 것으로 기대됨.

 

 ○ More than Moore, 아날로그와 디지털 기능을 통합한 반도체

  - 스마트 빌딩이나 자동주행, 개별 의료·보건, 사물인터넷 등이 발달하면서 디지털과 아날로그 기능을 통합한 반도체 칩이 필요해짐. NXP와 Greenpeak는 이런 혼성신호 집적회로를 개발하는 대표적인 회사임. BESI나 Advanced Packaging Center 같은 장비 제조업체는 아날로그와 디지털 기능을 한 반도체 패키지에 결합하는 역할을 함.

 

□ 시사점

 

 ○ 기술협력에 개방적인 네덜란드 하이테크 산업

  - 네덜란드 기업과 파트너십을 체결해 반도체산업의 노하우를 공유할 수 있음.

  - 네덜란드 기업은 대부분 생산시설을 보유하지 않으며, 주요 시장인 아시아와 멀리 떨어져 있다는 약점이 있음. 또한, 엔지니어 부족 문제도 심각한 상황임.

  - 이를 보완하기 위해 대기업과 연구기관은 지식재산권 포트폴리오가 오픈돼 있고 라이선스를 수출하는데도 적극적임.

 

대기업과 연구기관의 지식재산권 포트폴리오

기업·기관	주력분야	URL
Philips IP	헬스케어, 조명, 소비재	www.ip.philips.com
TNO	다양함	technologiezoektondernemer.tno.nl
T/U Delft	의료, 청정기술, ICT, 이동기술(Mobility), 하이테크 시스템과 소재	http://www.tudelft.nl/en/business/tu-delft-patent-portfolio/

 

 ○ 네덜란드 하이테크 산업을 활용하는 가장 적극적인 방법은 네덜란드 기업을 인수하는 것임.

  - 네덜란드 기업 인수를 통해 네덜란드 하이테크 기업의 기술력과 필립스, ASML 등 주요 기업과의 네트워크를 이용할 수 있다는 장점이 있음.

  - 이미 하이테크 생태계에서 성장한 기업 외에도 Start Up Bootcamp High Tech XL(http://www.startupbootcamp.org) 등에 참가하고 있는 스타트업도 투자·인수에 적극적일 수 있음.

 

 

자료원: 각 반도체 회사 홈페이지, 네덜란드 통계청(CBS), SEMI, YChart, Business Cluster Semiconductor(BCS) 및 KOTRA 암스테르담 무역관 종합