일본 경제산업성의 '반도체전략'에 따르면, 전 세계 반도체 시장 규모는 2020년 50억 엔에서 2030년 100조 엔으로 증가할 것으로 예측된다. 특히 규슈는 미쓰비시 전기 파워 디바이스 제작소, 소니세미컨덕터, 야마구치 등 기존 반도체 공장의 기반이 되는 도시이며, TSMC가 구마모토에 공장을 건설하면서 후쿠오카 내 반도체 산업과 디지털 산업 분야의 중소기업 관심이 높아져 반도체 관련 세미나와 개별 상담회 개최가 늘고 있다. 

지난 6월 6일 후쿠오카 무역관은 후쿠오카 IST*에서 개최한 규슈 반도체 진출 지원 세미나에 참가했다. 해당 세미나 및 이후 관계자 면담을 통해 알아본 최근 일본 반도체 시장의 주요 토픽에 대해 알아본다. 

*주: 후쿠오카 IST(Fukuoka Industry, Science & Technology Foundation): 후쿠오카현의 산업구조의 전환이나 지역경제의 활성화를 목적으로 1989년 11월 1일에 후쿠오카현의 출연에 의해 설립된 재단. 지금까지 기업이나 대학 등과의 산학관 제휴에 의해 기초 연구로부터 응용 연구, 실용화 연구까지를 일관되게 지원하고 있음. 산학관 공동 연구·개발에 더해 당재단은 3개 분야(반도체, 일렉트로닉스, 소프트웨어)에서 프로젝트를 소관하고 있음. 

<반도체 진출 지원 세미나 안내 및 식순, 참가 전문가 소개>

[자료: 후쿠오카 IST]

<세미나 현장 사진>

[자료: 세미나실, KOTRA 후쿠오카 무역관 촬영]

레거시(범용) 반도체 및 패키징 공정

해당 세미나에서 소개된 최근 일본 반도체 시장의 주요 토픽 중 하나는 레거시 반도체와 패키징 공정이다. 레거시 반도체는 특히 자동차, 산업용 로봇, 가전제품 등에 사용되는 범용 반도체를 일컫는다.

<2018~2028년 웨이퍼 사이즈에 따른 시장 규모>

(단위: US$ 10억)

[자료 : Research And Markets]

중국은 레거시 반도체 시장에서 29%, 파운더리 시장에서 42%의 점유율을 가지고 있으며, 향후 5년간 시장 점유율이 50% 이상 높아질 것으로 예상된다. 이로 인해 반도체 부품이 들어가는 산업에 큰 영향을 미칠 수 있다. 특히 300mm 사이즈 반도체는 세계적으로도 수요가 많기 때문에 점유율에 주목할 필요가 있다. 자동차 산업이 중요한 일본에서는 레거시 반도체의 점유율이 매우 중요하다. 코로나 시기 상하이 록다운 등으로 반도체 부품 수급에 차질이 생겨 자동차 생산 일정에 영향을 미쳤던 전례가 있기 때문에 일본에서는 부품 수급에 문제가 생기지 않도록 내재화하는 것이 앞으로 과제라고 볼 수 있다. 미야기현 오히무라에 반도체 공장 건설을 계획 중인 JSMC는 연간 4만 장의 웨어퍼 생산이 가능한 차량용 반도체 제조 공장을 2024년 내에 착공할 예정이라고 한다.

첨단 패키징 분야에서 미국은 반도체 산업 중 패키징 시장에서 시장 점유율이 5% 미만으로 취약하다. 인텔은 일본 기업 야마하모터,신에츠포리머 등과 패키징 자동화 계획을 발표했다. TSMC는 CoWoS* 패키징 생산 라인을 일본으로 이전하는 것에 대해 검토 중이라고 한다.

*주: CoWoS (Chip-On-Wafer-On-Substrate): 인쇄회로기판(PCB) 대신 인터포저 위에 로직 반도체를 올리는 패키징 기술. AI 칩 수요 증가 및 고성능 컴퓨팅과 연관이 있다.

<CoWoS패키지통합>

[자료: TSMC] 

<후속 InFO또는 CoWoS패키지에 SoIC통합>

[자료: TSMC]

<3D 시스템 스케일링을 위한 다단계 범프리스 다이 통합>

 [자료: TSMC]

AI 반도체

세미나의 두 번째 토픽은 AI 반도체였다. TSMC 결산서를 보면 휴대전화에 사용되는 반도체가 아닌 아닌 AI 관련 칩(HPC, 고성능 컴퓨터 칩)의 매출이 증가한 것을 알 수 있다고 한다. NVIDIA사는 데이터 센터, 클라우드용 CPU 시장에서 98%의 점유율을 차지하고 있다. 연산기 동작보다 데이터 전송 소비전력이 200배 높은 AI 반도체는 기존 반도체보다 전력 소비량이 높지만, 칩렛 기술을 이용하면 이러한 전력 소모를 획기적으로 개선할 수 있다고 한다. 

* 칩렛(Chiplet): 기능과 필요에 따라 쪼개어 여러 모듈로 분할 생산 후 다시 결합하는 반도체 제조 기술

 <2024~2027년 AI PC의 향후 3년간 성장 예측치>

(단위: US$ 천)

[자료: MIC] 

시사점

후쿠오카 IST 관계자 A 씨는 반도체 시장에서 일본 정부 및 지자체 보조금에 주목해야 한다는 의견을 밝혔다. "일본 정부는 라피더스에 535억 엔, NTT에 258억 엔, 삼성에 200억 엔, ASRA(Advanced SoC Research for Automotive)에 10억 엔을 후공정과 기술개발 보조금으로 지원하는 등 적극적인 투자를 하고 있습니다. 일본은 소재·원재료·후공정 장치 분야에서 전 세계에서 높은 점유율을 차지하고 있으므로 이러한 일본 정부의 적극적인 투자는 반도체 시장에서 새로운 글로벌 비즈니스 기회를 창출하는 바탕이 될 것으로 기대됩니다"

KOTRA 후쿠오카 무역관은 이러한 일본 내 움직임과 최근 반도체 시장의 이슈를 참고해 규슈 관할 지역 내 관련 업체 공급망 등을 발굴하고, 우리 기업의 비즈니스 매칭을 지원할 예정이다.

자료: 후쿠오카 IST, Research And Markets, TSMC, MIC, KOTRA 후쿠오카 무역관 자료 종합