요즘 세계의 화두는 ‘반도체(半導體·semi-conductor)’이다. 초강대국인 미국부터 반도체에 ‘올인’한다. 지난달 미국 연방의회는 2021년도 예산에 250억달러(약29조원) 규모의 반도체 보조금 항목을 넣었다. 이를 위한 반도체 기금 조성도 추진 중이다. ‘시장 자율’ 국가인 미국이 특정 산업 지원에 나선 건 매우 이례적이다.
중국은 더 노골적이다. 2014년부터 작년까지 5000억위안(약86조원, 중앙·지방정부 합계)이 넘는 돈을 반도체에 쏟아부었다. 15%인 반도체 자급률을 2025년까지 70%로 높이려는 반도체 굴기(崛起) 총력전에서다. “냉전 시기 핵 개발 노력에 버금간다”는 분석이 나온다. 미·중 전쟁은 ‘반도체 패권’ 전쟁이라는 방증이다.
◇미·중 전쟁의 실체는 반도체 패권 전쟁
올들어 10개월 동안 세계 반도체 시장에서 이뤄진 기업 인수합병(M&A) 금액은 이미 1050억달러가 넘는다. 연간 기준 사상 최고 기록이 확실시된다. ‘산업의 쌀’로 불리는 반도체가 왜 이렇게 뜨거운 분야가 된 걸까. 매년 총수출의 20%에 해당하는 금액(약1000억달러)을 반도체로 버는 우리는 격랑에 어떻게 대처해야 할까.
황철성 서울대 석좌교수는 "한국 반도체 산업이 반도체 전쟁에서 살아남으려면 첫째도, 둘째도, 세째도 인재 확보가 가장 중요하다"고 강조했다. 삼성전자 R&D센터 연구원과 서울대 반도체공동연구소장을 지내고 630편이 넘는 SCI 논문을 발표한 황 교수는 반도체 산업 현장과 연구교육에 두루 정통하다./조선일보 DB
이런 의문을 품고 반도체 분야 최고 석학으로 꼽히는 황철성(56) 서울대학교 석좌교수를 이달 26일 서울대 관악캠퍼스에서 만났다. 박사학위 취득후 삼성전자 R&D센터 연구원으로 4년여 근무했고 서울대 반도체공동연구소장 등을 지낸 황 교수는 과학기술한림원 정회원으로 630편이 넘는 과학기술인용색인(SCI) 논문을 발표해 반도체 분야 연구와 교육, 산업 현장에 두루 정통하다는 평가를 받고 있다.
- 강대국들과 글로벌 기업들이 왜 ‘반도체’에 필사적으로 매달리나?
“결론부터 말하자면 반도체가 ‘산업의 쌀’, ‘무기(武器)의 쌀’을 넘어 인류의 삶 모든 영역을 지배하고 장악하는 핵심 요소가 됐기 때문이다. 이미 자동차 제조 비용의 절반 정도는 전장(電裝·전자 장비)가 차지한다. 전기차가 되면 반도체 등의 비중이 70%로 더 높아진다. 인공위성, 드론, 미사일 같은 첨단 무기도 두뇌 역할을 하는 반도체에서 결정적 차이가 난다.”
◇‘산업·무기의 쌀’ 넘어 국가 우열 결정짓는 반도체
- 인공지능(AI), 자율주행차, 증강현실(AR) 같은 4차 산업혁명 시대가 펼쳐지고 있는데.
“AI와 빅데이터에는 고도의 연산기능을 수행하는 지능형 반도체가, 21세기 모빌리티(mobility) 수단인 자율주행차는 신경망을 사용하는 인지(認知) 기능 반도체가 각각 필수적이다. 4차 산업혁명이 진행될수록 반도체 수요가 급증하는데, 반도체에 의한 컴퓨팅 작업은 엄청난 에너지를 소비한다. 지금 상태라면 30~40년후에 컴퓨터가 소비하는 에너지량는, 인류가 생산하는 에너지 총량의 100배가 될 것이라고 전문가들은 예상한다.”
황 교수는 “따라서 세계 반도체 업계의 최고 현안이자 연구개발(R&D) 방향은 지금 보다 에너지를 적게 쓰고 지속가능하도록 반도체를 소형화, 집적(集積)화, 고성능화하는 것이며, 이를 놓고 기업간 불꽃튀는 경쟁이 벌어지고 있다”고 말했다.
미국의 중국 반도체 기술 봉쇄와 통제는 더 강화될 전망이다. 올해 8월 15일(현지시각) 미국 워싱턴DC 국무부 청사에서 기자회견을 하는 마이크 폼페이오 국무장관 뒤 모니터에 중국 통신장비업체 '화웨이' 로고가 비치고 있다./조선일보 DB
- ‘반도체’의 위상을 평가한다면?
“반도체가 인간의 삶과 사회 구조 거의 모든 것을 장악하고 있으며 앞으로도 이런 흐름이 더 강화될 것이다. 과거에는 영토나 군사력, 화폐, 무역 규모 등이 국가의 우열(優劣)을 판가름짓는 기준이었다. 그러나 앞으로는 그것을 IT(정보과학)기술이 대신할 것이다. 그 가운데 반도체 기술이 핵심 중의 핵심이다.”
황 교수는 이어서 이렇게 말했다.
“미국으로선 세계 패권 및 세계 1등 국가 유지를 위해 ‘반도체’ 분야에서 한 치의 양보도 허용할 수 없다. 미국 과학기술자문위원회가 2017년 1월 백악관에 제출한 전략보고서에서 '반도체 산업은 미국 경제 번영과 국가 안보의 원동력이며, 중국의 산업 정책은 반도체 혁신과 미국 국가 안보에 실질적인 위협’이라고 강조한 것은 이런 배경에서이다. 인텔, 엔비디아, AMD 같은 미국 기업들은 특히 클라우드 서비스, 빅데이터 관리, 자율주행 등에 필수적인 AI 반도체 장악을 위해 무서운 속도로 뛰고 있다."
◇"한국이 메모리 반도체 강국 된 것부터 지정학의 산물"
-반도체 산업은 순수 경제 영역이기 보다는 국가 안보적 고려, 즉 지정학(地政學)의 영향 아래 있는가?
“그렇다. 우리나라가 세계적인 메모리 반도체 강국(强國)이 된 것부터 국제적 역학의 부산물이다. 미국과 일본간의 플라자 합의(1985년) 이후 일본의 경쟁력 약화와 특히 일본 메모리 반도체 기업들으로 몰락으로 생긴 빈공간을 삼성전자가 파고든 덕분이다. 몇일 전 타계한 이건희 삼성전자 회장의 결단도 중요한 역할을 했지만 1980년대 당시 메모리 반도체를 중요한 부문으로 간주하지 않은 미국이 한국의 진입과 성장을 허용했기에 가능했다."
대만 최대 기업인 TSMC 파운드리 공장 내부 모습. TSMC는 대만 정부는 물론 미국의 강력한 지원을 받으며 세계 반도체 파운드리 시장의 절반 이상을 장악하는 절대 강자이다./TSMC
-‘반도체 지정학’은 지금도 작동하고 있나?
“미국 정부가 최근 화웨이와 ZTE, SMIC 등을 제재한데서 증명되지 않았나. 삼성전자가 세계 1위를 목표로 내건 반도체 파운드리(foundry) 분야도 마찬가지다. 삼성 파운드리는 세계 1위 파운드리 기업인 대만의 TSMC와만 싸우는 게 아니다. 대만 전체는 물론 대만을 이용해 중국을 견제하려는 미국이 TSMC 뒤에 있는 것을 염두에 둬야 한다.”
- 중국이 반도체 분야에서 퀀텀 점프(quantum jump·비약적 성장)을 할 가능성은?
“미국과 중국간의 반도체 실력은 비교 자체가 무색할 정도로 미국이 압도하고 있다. 미국이 중국에 반도체 기술 봉쇄와 통제를 계속하는 한, 중국의 퀀텀 점프는 매우 어려울 것이다. 과거에 이뤄진 퀀텀 점프는 모두 미국이 주도하는 서방 진영 안에서 이뤄졌다. 중국과의 거래를 원하는 미국 대기업들의 로비로 중국으로 어느 정도 기술, 장비 공급은 이뤄질 것이며, 미·중이 전략적 거래를 할 가능성도 있다.”
◇"한국은 누울 자리 보고 발을 뻗어야"
세계 반도체 시장은 전체의 30%를 차지하는 메모리 반도체와 나머지 70%를 차지하는 시스템 반도체(비메모리 반도체)로 나뉘어진다. 또 팹리스(fab-less)로 불리는 반도체 설계 전문 기업과 고객사가 설계한 것을 전문적으로 위탁생산하는 파운드리(foundry). 그리고 삼성전자처럼 반도체 설계와 제조, 판매를 다 하는 종합반도체 기업(IDM) 등이 있다.
-세계 반도체 산업 격변에서 우리가 취해야 할 입장은?
"쉽게 말해 누울 자리를 보고 발을 뻗는 접근법이 필요하다. 세계 반도체 시장과 구도 속에서 우리의 강점과 약점을 정확하게 파악하고 우리가 어디에서 무엇을 하는 게 최적(最適·optimum)인지 탐색하며 힘을 키워야 한다.”
이재용(왼쪽에서 넷째) 삼성전자 부회장이 올해 10월 13일(현지 시각) 네덜란드 에인트호번에 있는 ASML 본사를 찾아 김기남(왼쪽에서 셋째) 삼성전자 DS부문장과 함께 최첨단 반도체 제조 기계인 EUV 장비를 살펴보고 있다. /삼성전자
- 구체적으로 미국, 중국과는 어떤 관계를 유지해야 하나?
“세계 반도체의 종주국이자 패권국인 미국, 그리고 IP(Intellectual Property·지식재산권) 강국(强國)인 유럽 및 소재 장비 강국인 일본과의 관계가 매우 중요하다. 현재까지 중국은 우리에게 시장(市場)일 뿐, 우리가 배워 올 부분이 많지 않다. 중국 반도체 기업들이 무섭게 추격해 올 텐데, 기술적 우위를 지키는데 최선을 다해야 한다. 기술 격차를 1년 이상 계속 유지하면 우리나라는 메모리 반도체 세계 패권을 유지할 수 있다.”
◇"중국의 반도체 굴기는 한국 경제에 궤멸적 타격"
- 중국이 반도체 굴기(崛起) 또는 자립을 이룰 가능성은?
“미국의 지식재산권(IP) 장벽과 아성이 워낙 견고하고 두텁기 때문에 시스템 반도체나 파운드리 분야에서 중국이 의미있는 돌파구를 내는 것은 거의 불가능하다. 시스템 반도체에 비해 칩의 구조가 간단하고 상대적으로 설계가 어렵지 않은 메모리 반도체에서 중국은 해볼만하다고 여기에 전력투구하고 있다. 한국과 중국간 메모리 반도체 기술 격차는 D램(RAM)은 3~5년, 낸드 플래시(NAND Flash)는 1~3년으로 대폭 줄었다. 우리가 방심한다면 아차 하는 순간에 추월 당할 수 있다.”
중국 메모리 반도체 업계의 선봉장인 YMTC(양쯔메모리테크놀로지)의 우한 공장 조감도 모습. YMTC는 올해 4월 "128단 적층형 낸드 플래시 성능테스트에 성공해 올 연말 양산을 시작하겠다"고 밝혔다. 128단 제품 기술 개발로 한국 기업과의 기술 격차는 1년으로 좁혀졌다./YMTC
- 중국이 반도체 자급자족에 성공할 경우 한국에 영향은?
“우리나라 반도체 수출 총액(1000억달러)의 절반 정도가 중국으로 가고 있다. 그런데 중국이 메모리 반도체 개발에서 의미있는 성과를 낸다면, 500억달러 가운데 상당부분을 잃게 된다. 이것은 한국 반도체 산업은 물론 한국 경제 전체에 궤멸적 타격이 될 것이다. 중국이 기술적 로드맵을 완전히 달리해서 메모리 반도체 부문에 돌파구를 낼 가능성도 있으므로 대비해야 한다.”
- 우리나라는 반도체 산업에서 어떻게 활로를 열어야 할까?
“메모리 반도체 분야에서 중국과의 초격차(超格差)를 최대한 유지하는 한편, AI반도체를 포함해 우리가 뛰어들어 볼만한 우리만의 새로운 무기랄까 경쟁력있는 분야를 개척해야 한다. 반도체 생태계 조성도 필요하다. 이 모든 과정에서 미국, 유럽, 일본 등 서방 진영과 좋은 관계를 유지하는 것은 필수 사항이다.”
◇"최고급 반도체 인재·교수들 지금의 다섯배 늘려야"
- 이를 위해 가장 절실한 과제를 꼽는다면?
“가장 시급한 문제점을 꼽는다면 첫 번째, 두 번째, 세 번째 모두 ‘인재 확보’라고 할 수 있다. 중국과의 초격차 유지나 반도체 생태계, 그리고 지정학적 장벽을 돌파할 수 있는 우리만의 지식 재산권(IP) 확보를 위해서도 모두 우수한 인재가 가장 절실하다. 기술 성숙도가 높은 반도체 분야는 이제 한 명의 천재가 세상을 바꿀 기술을 만들기는 어렵다. 그 보다는 많은 최고급 인재가 모여 ‘집단 지성(知性)’을 발휘하는 체제가 필요하다."
SK하이닉스는 2020년 10월 20일 "우리나라 기업 인수합병(M&A) 사상 최대 규모인 90억달러(약 10조3104억원)를 투자해 미국 인텔의 낸드플래시 메모리 사업을 인수한다"고 밝혔다. 이 거래가 최종 승인되면 SK하이닉스는 세계 낸드플래시 시장에서 삼성전자에 이어 2위가 된다. 사진은 경기도 이천에 있는 SK하이닉스 본사 모습./연합뉴스
- 반도체 업계 인재 공급은 얼마나 열악한가?
“현장에서 필요한 인력의 5분의 1 정도만 공급되고 있다. 최고급 인재가 심각할 정도로 부족하다. 대기업 조차 이럴진대 소위 소부장(소재·부품·장비)을 담당해야 하는 중견, 중소 기업은 말할 필요도 없다. 공과대학이 제 역할을 잘 하지 못하고 있다. ‘공과 대학’임에도 불구하고 교수 임용시 산업 현장에서 필요한 분야 보다는 소위 하이 임팩트(high impact)저널에 논문을 발표한 연구를 우선시하고, 그것이 대학의 평가에 결정적 영향을 준다."
◇"美 마이크론과 0.5년 차이...失機하면 금새 붕괴"
황 교수는 이어서 말했다.
"반도체 분야는 기술의 성숙도가 매우 높아 이런 추세와는 거리가 멀다. 따라서 반도체 분야 교수 충원이 매우 어렵다. 그러나 반도체 분야의 중요성을 잘 알고 이를 전공하고자 하는 의욕이 강한 학생들은 많다. 지금보다 최소한 5배 이상 더 많은 수의 인력이 공급돼야 하는데, 그러려면 대학에서 반도체를 전공한 교수를 지금의 5배 가까이 늘려야 한다.”
황 교수는 “미국 메모리반도체 기업인 마이크론과의 기술 격차가 수년 전만 해도 3년이었으나 지금은 0.5년으로 좁혀졌다”며 “우리나라 정부와 학계가 심각성을 깨닫지 못하고 실기(失機)한다면 반도체 제조 강국 기반 자체가 금새 붕괴될 것"이라고 강조했다.
HOME > Board > Press Release
