- 김형준 차세대지능형반도체사업단장 키노트 연설

[디지털데일리 김도현 기자] “전 세계 반도체 조립·테스트 아웃소싱(OSAT) 랭킹 25위 중 한국 기업은 4곳뿐이다. 톱10에는 하나도 없다.”

5일 김형준 차세대지능형반도체사업단장은 서울 강남구 코엑스에서 열린 ‘반도체대전(SEDEX) 2022’ 기조강연을 통해 이같이 말했다.

시장조사기관 욜디벨롭먼트에 따르면 반도체 패키징 시장은 2021년부터 2027년까지 연평균 19% 성장할 전망이다. 반도체 미세화로 전공정 단계에서 성능 개선이 어려워지자 후공정 분야 연구개발(R&D)이 활발해진 영향이다.

이날 김 단장은 “무어의 법칙에 따라 트랜지스터 수가 늘어나는데 이는 비용 급증이라는 문제를 일으킨다”며 “2~3나노미터(nm) 노드를 기점으로 미세공정은 한계가 올 것이다. 이를 최소화하는 것이 칩렛”이라고 전했다.

칩렛은 쉽게 말해 ‘반도체 조각’이다. 단일 칩 성능 한계 및 고비용을 극복하기 위해 칩렛을 결합하는 방식이 등장했다.

김 단장은 “칩렛과 칩렛을 어떻게 연결할지가 핵심이다. 이 과정에서 반도체 패키징 중요성이 증대되는 것”이라고 설명했다.

이에 삼성전자 TSMC 인텔 퀄컴 AMD ARM 등 반도체 회사는 물론 구글 마이크로소프트 메타 등 소프트웨어 기업은 칩렛 기술을 극대화하기 위해 ‘UCIe(Universal Chiplet Interconnect Express) 컨소시엄’을 구축했다.

UCIe는 서로 다른 공정 기술은 가진 반도체 제조사가 생산한 칩렛이 첨단 패키징 기술 등을 통해 통합될 때 정상 작동할 수 있는 개방형 생태계를 확립하는 게 목적이다.

현시점에 반도체 패키징은 대만이 최강자다. 관련 매출액의 52%를 차지한다. 반도체 위탁생산(파운드리) 1위 TSMC를 필두로 탄탄한 밸류체인이 형성된 덕분이다. 중국(21%), 미국(15%)이 뒤를 잇는다. 한국은 6%에 그친다.

이런 가운데 국가적 지원은 우리나라보다 대만, 중국 등이 더 풍부하다. 정부 연구기관 중심의 개발 지원과 세제 혜택 등이 주어지는 데 반해 국내는 대기업에 의존하는 모양새다.

김 단장은 후공정 소재·부품·장비(소부장) 국산화, 전문 인재 육성 등을 통해 패키징 경쟁력을 강화해야 한다고 주장했다. 그는 ▲기술별 한계 돌파형 R&D 추진 ▲산학연 상생협력 생태계 조성 ▲반도체 패키지 특화 전문인력 확보 등을 과제로 꼽았다. 이를 위해서는 정부 지원이 절실하다는 입장을 내비쳤다.

김 단장은 “반도체 설계(팹리스) - 파운드리 – OSAT를 잇는 인프라를 활성화하고 기업별 맞춤형 프로그램을 지원해야 한다”며 “일련의 과정을 위해 인증 평가 기관도 있어야 한다. 결국에는 정부에서 적극적으로 나서야 가능한 일”이라고 역설했다.

한편 차세대지능형반도체사업단은 지난 2020년 과학기술정보통신부와 산업통상자원부가 공동 추진하는 ‘차세대지능형반도체기술개발’ 사업을 운영하는 주체로 미래 수요 대응, 신시장 선점 등을 목적으로 설립됐다. 인공지능(AI) 반도체와 OSAT 등 반도체 산업에서 공략 가능한 부분에 초점을 맞출 예정이다. OSAT 부문에서는 2026년까지 1개 기업 톱5 진입, 2030년까지 3개 기업 톱10 진입이 목표다.