반도체 소부장 기술내재화 현황 분석

반도체 소부장 기술내재화 현황 분석

<목차>

0. 요약

1. 반도체산업 동향

2. 2019년 전후 반도체 소부장 분야 정부 연구개발 투자현황

3. 반도체 공정장비 경쟁력 및 기술 내재화 수준

4. 결론

출처 및 참고자료

0. 요약

반도체산업은 시장 등락에도 불구하고 IT 기기의 발달로 지난 10년간 성장세를 보였으나, 2023년 반도체 시장은 전년 대비 감소할 것으로 전망된다. 반도체 시장의 성장과 함께 소·부·장 후방산업 또한 성장했지만, 최근 IT 수요 감소, 재고 누적 등으로 인해 보수적 투자로 전환되면서 2023년 소·부·장 시장도 감소할 것으로 예상된다. 우리나라는 글로벌 시장에서의 소·부·장 Major Player는 부재한 상황이며, 대부분 기업이 증착·세정·후공정 분야 등 상대적으로 기술 진입장벽이 낮은 분야에 집중되어 있다.
반도체 분야의 글로벌 환경 변화와 국내 경제·산업적 중요성에 대한 새로운 인식을 기반으로 정부 R&D 투자가 대폭 확대되었다. 반도체 R&D 투자는 2018년부터 점진적으로 확대되기 시작하다가 2019년 이후에 큰 폭으로 증가하여 2019년 전후로 산업부의 반도체 분야 정부투자 연구비는 약 2배로 증가했다.
반도체 공급망은 단순한 산업 공급망이 아닌 국제 정치·경제의 판도를 좌우하는 수단이자 목적으로서의 중요성이 커지고 있다. 우리나라는 메모리 등 미세공정 제조기술 분야는 미국과 일본을 앞서고 있으나 기반 기술에 해당하는 장비·부품 기술은 아직 미흡한 상황이다. 현재 초고집적 반도체 공정 및 장비·소재 분야의 최고기술국 대비 기술 수준은 90%, 기술격차는 1.5년으로 평가되고 있다.
따라서 소·부·장 경쟁력 제고를 위한 지속적인 정부의 관심이 필요하며, 반도체 소재·부품·장비 핵심품목에 대한 국산화 및 세액공제 지원, 핵심 소재·부품의 안정적 자립화, 그리고 자립화를 넘어 시장 확대 지원 등 전략적인 투자가 이루어져야 할 것이다.

1. 반도체산업 동향

글로벌 반도체산업 현황: 반도체산업 등락에도 불구, IT 기기 발달로 지난 10년간 성장세

반도체는 1980년대 이후 PC, 스마트폰 등 핵심부품으로 투입되며, ‘산업의 쌀’*로 자리매김하여 경제·안보와 밀접한 관련성을 갖고 있다.

* 主 응용처: 라디오(1970년대) → PC(1980~1990년대) → 휴대폰(2000~2010년대) → 스마트폰, 서버 (2010~2020년대)

2023년 세계 반도체 시장은 5,484억 달러로 예상되며, 전년 대비 7.9% 감소할 것으로 전망되고 있다.

국가별로는 미국, 한국, 일본, 대만, 중국이 주요 시장 플레이어로 참여 중이며, 2022년 기준 반도체 시장은 1위 미국이 약 52% 점유, 2위 한국이 약 18%를 점유하고 있다.

장비·소재 시장: 반도체 시장 성장과 더불어 후방산업 성장

(장비 시장) 반도체 공급 부족 시기(2020~21년)의 투자 급증으로 장비 시장이 크게 성장했으나 최근 IT 수요 감소, 재고 누적 등으로 보수적 투자로 전환되면서 2023년 시장은 감소될 것으로 전망된다. 장비 수요(시장 규모)는 2022년 기준 중국, 대만, 한국, 미국, 일본 순으로 높게 나타났다.

(소재 시장) 반도체 수요 증가 및 공정 미세화로 전공정뿐 아니라 후공정 소재의 수요 또한 증가해 소재 시장은 장기적으로 확대될 것으로 전망된다.

국내 생태계 현황: 글로벌 시장에서의 소부장 Major Player 부재

국내 반도체 생태계는 종합반도체회사(IDM), 파운드리, 팹리스(설계), 패키징(조립·검사) 등 소자 제조업체와 소재·부품·장비 협력업체로 구성되어 있다.
(메모리) 메모리 시장은 IDM의 생산라인 가동, 투자 등 경영 상황에 소재·부품·장비 업체의 경영지표(매출 등)가 영향을 받는 의존적 구조다. 메모리의 생산·수출 비중*이 높은 우리나라는 IDM의 업황이 반도체 밸류체인에서 중요하며, IDM에 납품하는 것이 협력업체 성장의 핵심 요소이다.

* 메모리:시스템 비중(2022년) - 삼성전자 86%:14%, SK하이닉스 99%:1%

(시스템반도체) 시스템반도체 시장은 팹리스(설계)-파운드리(제조) 간 주문제작 방식으로 반도체를 생산하며, 소재·부품·장비 협력업체는 파운드리에 납품하는 구조다. 파운드리는 대기업과 중견기업, 팹리스는 중소기업 위주로 구성되어 있어 시스템반도체 발전을 위한 대-중소 상생 협력이 중요하다. 국내 팹리스와 파운드리는 중국과 대만 등 해외 파운드리 및 팹리스와 다수 협업하고 있다.

표 1. 국내 반도체산업의 구조*

(장비) 매출액 기준 글로벌 장비업체 Top 30 중 우리 기업은 2개(세메스 9위, 원익IPS 21위)에 불과하다. “기술경쟁력 부족* → 외산 선호 → 국산 경쟁력 악화”의 악순환이 반복되는 상황이다.

* 증착·세정·후공정 분야에서 일부 경쟁력 보유 중이나, 낮은 신뢰성으로 글로벌 시장에서 고전 중

(소재) 소재 분야는 일본 업체들*이 시장을 석권하고 있으며, 원재료인 실리콘 웨이퍼를 중심으로 증착소재, 식각가스 등 신소재**들이 주로 개발되고 있다.

* Sumco(웨이퍼), Shin-Etsu(웨이퍼), JSR(PR), Hitachi Chemical(슬러리) 등 ** 고유전체(Ru 등) 전구체 개발, High-K material, Ⅲ-Ⅴ material, EUV 공정소재 등

(공정별 장비 기업 분포) 국내 반도체 장비 기업은 증착·세정·후공정 분야 등 상대적으로 기술 진입장벽이 낮은 공정 분야에 집중되어 있다. 세메스(매출 1.1조 원)는 장비 우량기업으로 노광(Track), 식각(Dry Etcher), 세정(Wet Station), 패키징 장비 등 상대적으로 다양한 분야 장비를 개발ㆍ생산 중에 있다. 세메스를 제외한 국내 기업의 경우 특정 공정 분야에 대한 의존도가 높은 상황이며, 후공정 분야는 장비 부가가치가 낮아 기업당 평균 매출이 낮고 상대적으로 영세한 기업이 분포해 있다.

2. 2019년 전후 반도체 소부장 분야 정부 연구개발 투자현황

일본의 수출규제와 대외 여건 악화

일본 경제산업성은 2019년 7월 1일에 반도체 생산에 필수적인 품목의 한국 수출규제를 강화하는 조치를 7월 4일부터 시행한다고 공식 발표했다. 반도체와 유기발광다이오드(OLED) 패널 제조에 필수적인 화학물질인 포토리지스트(PR)와 고순도 불화수소(에칭가스), 플루오린 폴리이미드(FPI) 등 3개 품목의 한국 수출이 7월 4일부터 포괄수출 허가에서 개별수출 허가로 변경된 것이다.
일본이 수출규제 조치를 내린 포토레지스트(PR)와 불화수소(에칭가스), 플루오린 폴리이미드 등 3가지 소재는 모두 반도체와 디스플레이 패널 생산에 있어 필수적인 소재다. 업계에 따르면 당시 플루오린 폴리이미드와 리지스트는 세계 전체 생산량의 90%, 에칭가스는 약 70%를 일본이 점유하고 있어 한국을 비롯해 세계 반도체 기업 대부분이 일본으로부터 수입하는 상황이었다. 이후 일본 정부는 8월 2일 아베 신조 총리 주재로 각의를 열어 한국을 수출절차 간소화 혜택을 인정하는 백색국가에서 제외하는 내용의 「수출무역관리령」 개정안을 의결 및 시행했고, 국내 반도체 소재 분야 공급망이 위기국면에 접어들게 되었다.
일본의 수출규제에 이어 미·중 간 무역분쟁, 러·우크라이나 전쟁 등 지속되는 대외여건 악화와 해외 선진기업의 글로벌 시장점유 확대 및 전 세계적인 경기 침체 등으로 인해 시장 진입의 어려움 등 다양한 문제에 직면하게 되었다. 미국과 일본은 장비시장에 선제적으로 진출하였으며, 적극적인 M&A를 통한 사업 포트폴리오를 강화 및 대형화를 통해 성장하고 있다. 중국은 미국과의 분쟁 이후 ‘중국제조 2025’에 반도체 장비, 소재, 재료 육성을 2019년 2월에 추가로 발표하고, 장비 분야 투입 재원을 43% 증액하는 등 차세대공정 관련기술을 확보 노력 중인 상황이다.

반도체 분야 정부 R&D 투자의 변화 흐름

일본의 수출규제와 대외여건 악화에 따라 대한민국 정부는 반도체 분야 R&D 투자를 증대시키며 적극적인 지원에 나섰고, 반도체 분야의 글로벌 환경변화와 국내 경제·산업적 중요성에 대한 새로운 인식을 기반으로 정부의 R&D 투자가 대폭 확대되었다.
반도체 분야에 대한 정부의 R&D 투자현황은 2008년 2,411억 원에서 2017년 2,596억 원으로 정체하다가 2020년 5,751억 원으로 다시 증가하는 추세다. 정부 연구개발투자 대비 반도체 분야의 정부 R&D 투자 비중 역시 2008년 0.64%에서 2017년 0.45%까지 감소하였으나 2020년 0.77%로 증가되었다. 특히 2019년 대비 2020년의 투자는 58.6%나 증가했는데, 일본의 수출규제에 대응한 소·부·장 지원 확대의 결과로 추정된다.

반도체 요소기술별 정부 R&D 투자의 변화 흐름

반도체 요소기술별 투자 비중을 살펴보면 시스템반도체가 43.5%(1조 7,328억 원)로 가장 높은 투자 비중을 차지했으며, 그다음으로 인프라 16.4%(6,537억 원)와 장비 16.0%(6,392억 원), 소자‧공정 15.1%(6,004억 원) 등의 순으로 투자가 진행되었다.
투자 비중 상위 4개 반도체 요소기술의 변화 흐름을 파악해 보면 시스템반도체는 2008년 650억 원에서 2020년 2,267억 원으로 전반적인 투자 확대의 흐름을 보여주고 있다. 일본의 수출규제가 있던 2019년 이후부터는 모든 요소기술에서 정부의 R&D 투자가 늘어나는 것을 확인할 수 있다.

그림 8. 반도체 분야의 요소기술별 정부 R&D 투자 현황(2008~2020년)

2019년 전후 산업통상자원부의 반도체 분야 R&D 투자 현황

NTIS Data를 활용하여 2016~2021년 수행된 반도체 소·부·장 분야 산업부 R&D 과제에 대해 과제 수와 정부투자 연구비로 결과를 도출하여 반도체 분야 R&D 투자 현황을 조사했다. 반도체 R&D 투자는 2018년부터 점진적으로 확대되기 시작하다가 2019년 이후에 큰 폭으로 증가하고 2019년 전후로 정부투자 연구비는 약 2배로 증가했다. 소·부·장 분야는 과제 수 1.3배와 정부투자 연구비 2.1배로 증가했는데, 장비 분야는 과제 수 0.6배와 연구비 1.75배, 소재 분야는 과제 수 1.2배와 연구비 1.82배, 부품 분야는 과제 수 2배와 연구비 3.2배로 각각 증가한 것으로 나타났다.

표 2. 반도체 분야 과제 수와 연구비 증가

2019년 전후 산업통상자원부 반도체 장비 분야 R&D 투자 현황

표 3. 반도체 장비 분야 과제 1개당 정부투자 연구비 현황

(장비 분야 R&D 투자 현황 비교 - 공정 분야별) 2016~2018년 대비 2019~2021년 증가한 반도체 장비 분야 과제 수는 30개로 전체 과제 수가 0.6배 증가했으며, 정부투자 연구비는 366억 원이 증가해 전체 정부투자 연구비가 1.75배 증가했다. 후공정 분야가 과제 수 13개와 정부투자 연구비 178.5억 원 증가로 가장 많은 증가 추이를 보였으며, 증착(3개, 76.4억 원), 세정(0개, 63.6억 원), 식각(9개, 51.6억 원) 순으로 투자가 증가했다. 일본의 수출규제 이후 반도체 장비 분야에서는 후공정, 증착, 세정, 식각 분야에서 투자가 증가한 것으로 확인된다.
(장비 분야 R&D 투자 현황 비교 – 세부 장비별) 2016~2018년 대비 2019~2021년 메모리 테스터 분야가 과제 수 1개에 정부투자 연구비 55억 원 증가로 가장 많은 정부투자 연구비 증가 추이를 보였으며, 웨이퍼 레이저 절단 장비(4개, 45억 원), PECVD(3개, 43억 원), Wet Station(1개, 28억 원), CMP(2개, 25억 원), Dry Strip(3개, 24억 원) 등의 분야에 R&D 투자가 증가했다. 증착-기타(1개, 30.9억 원), Wet Station(1개, 28억 원), CMP(2개, 25.4억 원), Dry Strip(3개, 23.7억 원) 분야 과제들은 2019년 이전 3년간 수행되지 않다가 2019년 이후에 새롭게 수행된 분야의 과제들이다.
(연구수행 주체별 장비 과제수행 현황) 반도체 장비 분야 과제를 수행하고 있는 주관기관으로는 중소기업이 가장 많은 과제를 수행 중이며, 중견기업, 대학, 출연 연구소 순으로 주관기관을 담당하여 수행 중에 있다.

2019년 전후 산업통상자원부 반도체 소재 분야 R&D 투자 현황

표 4. 반도체 소재 분야 과제 1개당 정부투자 연구비 현황

(소재 분야 R&D 투자 현황 비교 – 공정 분야별) 2016~2018년 대비 2019~2021년 증가한 반도체 소재 분야 과제 수는 63개로 1.2배 증가했으며, 정부투자 연구비는 332억 원이 늘어 1.8배 증가했다. 확산 분야가 과제 수 4개에 정부투자 연구비 58억 원 증가로 가장 많은 정부투자 연구비 증가 추이를 보였으며, 측정/분석(10개, 54.1억 원), 연마(5개, 52억 원), 식각(8개, 46.3억 원), 노광(11개, 42.2억 원) 순으로 투자가 증가했다.
(연구수행 주체별 소재 과제수행 현황) 반도체 소재 분야 과제를 수행하고 있는 주관기관으로는 중소기업이 가장 많은 과제를 수행 중이며, 중견기업, 대학, 출연 연구소 순으로 과제 주관기관을 담당하여 수행 중에 있다.

2019년 전후 산업통상자원부 반도체 부품 분야 R&D 투자 현황

표 5. 반도체 부품 분야 과제 1개당 정부투자 연구비 현황

(부품 분야 R&D 투자현황 비교 – 공정 분야별) 2016~2018년 대비 2019~2021년 증가한 반도체 부품 분야 과제 수는 92개로 2배 증가했으며, 정부투자 연구비는 726억 원이 늘어 3.2배 증가했다. 식각 분야가 과제 수 19개에 정부투자 연구비 200.8억 원 증가로 가장 많은 정부투자 연구비 증가 추이를 보였다. 이외에 증착(29개, 147.1억 원), 후공정(15개, 142.6억 원), 기타(2개, 88.2억 원), 측정/분석(5개, 55.7억 원) 순으로 투자가 증가했다.
(2016~2021년 연구수행 주체별 부품 과제수행 현황) 반도체 부품 분야 과제를 수행하고 있는 주관기관으로는 중소기업이 가장 많은 과제를 수행 중이며, 중견기업, 출연 연구소 순으로 주관기관을 담당하여 수행 중에 있다

3. 반도체 공정장비 경쟁력 및 기술 내재화 수준

반도체 공정장비 분야 국가 경쟁력 및 주요 공정별 기술 수준

한국은 메모리 등 미세공정 제조기술 분야는 미국과 일본을 앞서고 있으나 기반 기술에 해당하는 장비·부품 기술은 아직 미흡한 상황이다. 초고집적 반도체 공정 및 장비·소재 분야의 최고기술국 대비 기술 수준은 90%, 기술격차는 1.5년으로 평가되고 있다. 2018년 대비 2020년 상대적 기술 수준은 4% 감소, 기술격차는 1.0년에서 1.5년으로 0.5년 격차가 증가한 상태다.
전공정 장비 중 증착 일부 및 세정·열처리 장비는 경쟁 가능한 수준이나 노광 장비, 이온주입 장비 및 측정 장비는 기술 기반이 매우 취약하다. 후공정 장비 중 조립 장비는 경쟁 가능한 수준으로 평가되나 테스트 장비는 여전히 취약한 상황이다. 계측/검사 장비는 최근 정부 지원을 바탕으로 국산화 개발이 시도되고 있으나 기반 기술이 취약하여 선진업체와의 기술 간극이 매우 큰 상황이다.
반도체 소재의 경우 전공정 소재(실리콘 웨이퍼, 가스, 포토마스크 등)가 시장 규모의 약 60%를 차지하며, 최신기술 도입(EUV 노광 등)에 따라 전공정 소재(리드프레임, 인쇄회로기판 등)의 성장률이 후공정 소재보다 높을 것으로 예상된다. 전공정 소재 대비 후공정 소재의 국산화율이 상대적으로 높은 편이다.

표 6. 반도체 공정 장비 분야 국가 경쟁력

반도체 공정 장비 분야 공급망 분석

“소재부품산업 기술개발-10대 주력산업 가치사슬 분석 품목 식별, 공정도, 통계연계, 수급지표 검토” 보고서에 따르면 반도체 공정 장비별 글로벌/국내 현황은 아래 표와 같다.
전공정 분야에서는 세정·확산·증착의 자립화 수준이 높은 것으로 파악되며, 후공정 분야에서는 테스트·패키징이 전공정 대비 높은 자립화 수준을 보여주는 것으로 평가된다. 후공정은 전공정 대비 기술 난이도가 낮아 특정 장비들의 자립화가 상당 수준 진행된 것으로 평가된다.
노광, 이온주입, 연마, 측정/분석 분야의 공정 장비는 자립화 수준이 상당히 낮은 것으로 파악되며, 기술 진입장벽이 높거나 해외 기업들이 독점하고 있어 시장 진입이 쉽지 않은 것으로 판단된다. 이온주입의 경우 기술 진입장벽이 높고 시장이 작아 자립화를 추진하지 않는 것으로 확인된다.
반도체 장비 분야 공급망 분석

반도체 공정장비 공급망 병목 지점

대외경제정책연구원에서 작성한 보고서에 따르면 현재 글로벌 반도체 공정장비 공급망에서의 병목 지점은 아래와 같다. 해당 핵심 기술들은 미국, 중국, 한국 모두 점유율이 상당히 낮은 분야로 독일, 오스트리아, 일본, 네덜란드가 독점적으로 보유하고 있는 기술이다. 반도체 공정에서 공급망의 핵심 지점을 하나의 기업 혹은 지역에 의존할 때 발생하는 ‘단일 실패점 리스크’가 대두되기에 극복이 필요하다고 판단된다. 반도체 공급망은 단순한 산업 공급망이 아닌 국제 정치·경제의 판도를 좌우하는 수단이자 목적으로서 중요성이 커지고 있어 대비가 필요하다.

표 7. 글로벌 반도체 공정장비 공급망에서의 병목 지점

4. 결론

2019년 이후 반도체 분야 정부 R&D 투자 규모는 확대 중

반도체 분야의 글로벌 환경 변화와 국내 경제·산업적 중요성에 대한 새로운 인식*을 기반으로 정부 R&D 투자가 대폭 확대되었다.

* 그간 메모리반도체 호황으로 2000년대 중반 이후 반도체 분야에 대한 정부 R&D 투자가 불필요하다는 인식이 있었으나 최근 환경 변화(2019년 일본의 수출규제, 2020년 차량용 반도체 부족)에 대한 적극적 대응 필요성 공감

반도체 R&D 투자는 2018년부터 점진적으로 확대되기 시작하다가 2019년 이후에는 큰 폭으로 증가했다. 지난 10년간 반도체 연구자들의 숙원사업이었던 대규모 국책 R&D 사업*을 본격적으로 착수하여 산재된 반도체 연구역량을 결집했다.

* 산업부·과기부 공동으로 “차세대 지능형반도체 기술개발사업”(2020~2029년, 1조 96억 원) 및 “PIM 인공지능반도체 기술개발사업”(2022~2028년, 3,517억 원) 추진 “시스템반도체 기반기술개발사업(1997~2010년)” 종료 이후 10년만에 “차세대 지능형반도체 기술개발사업 (2020년~)” 추진

2019년 전후로 산업부의 반도체 과제 수는 0.6배, 정부투자 연구비는 약 2배 증가했다. 이 중 소·부·장 분야 과제 수 1.3배 증가, 연구비 2.1배 증가, 세부 분야별로는 장비 분야 과제 수 0.6배 증가, 연구비 1.75배 증가, 소재 분야 과제 수 1.2배 증가, 연구비 1.82배 증가, 부품 분야 과제 수 2배 증가, 연구비 3.2배 증가한 것으로 나타나고 있다

국책 R&D를 통해 도출되는 반도체 분야 우수 성과는 증가 중

국책 R&D를 통해 진행된 과제들의 의미 있는 우수 사례가 지속적으로 증가하고 있다. 2019년 이전 진행된 과제들의 경우 내수/수출 매출액이 꾸준히 발생하고 있으며, 2019년 이후 과제 연구비가 상승하면서 메이저 공정 장비 회사들의 참여가 증가하여 개발 장비의 현장 적용 가능성이 높아지고 과제 상용화를 적극 추진하고 있는 상황이다.
대형 국책사업의 출범으로 상용화 성과도 가시화되고 있으며, 우수한 성과들이 지속적으로 도출되고 있다. 일례로 차세대 지능형반도체 기술개발사업은 출범한 지 3년 정도밖에 되지 않았으나 다양한 분야에서 시제품 등 성과가 도출되고 있다.
반도체에 대한 정부 R&D 투자 확대를 기반으로 논문/특허의 양적 성장과 질적 수준 모두 달성하고 있다. 2018~2020년 반도체 분야 연평균 논문 발표 건수(4,601건) 및 국내 특허 출원 건수(1,862건)는 2011~2017년 대비 50~60%가량 증가했다. 2018~2020년 연평균 SCI급 논문 비중이 87%로, 2011~2017년 평균 비중(71%)을 크게 상회하고 있다.

글로벌 주요 반도체 장비사들은 국내 R&D 투자를 확대 중

글로벌 상위 4대 반도체 장비 기업은 모두 한국에 R&D센터 등의 투자를 확대 중인 상황이다. AMAT, ASML, Lam Research, TEL의 글로벌 장비 점유율은 2021년 70% 수준으로, 2011년 40%대에 불과했던 점유율이 2020년 65%를 넘어 매출 성장세가 지속되고 있다. AMAT, Lam, TEL 3개 업체의 평균 유효 특허는 국내 기업 평균 대비 4.3배 이상 보유하고 있다.

표 8. 글로벌 반도체 장비 빅4 기업들의 최근 국내투자 현황

표 9. 글로벌 장비업체 연구개발 투자·인력 규모

반도체 장비 시장에 내재한 지정학적 리스크가 증가하는 추세

최근 미국 상무부 조치로 반도체 장비 3대 수출국* 중 하나인 미국과 최대 수입국인 중국 간 반도체 장비 교역이 어려워지면서 향후 반도체 장비 교역에 지정학적인 리스크가 작용할 것으로 전망된다.

* 반도체 장비 3대 수출국은 미국·일본·네덜란드, 3대 수입국은 한국·중국·대만

한국은 반도체 장비를 다수 수입에 의존하고 있으며, 최근 첨단 반도체 장비 확보가 어려워진 상황에서 안정적인 반도체 장비 조달을 위해서는 동맹국과의 협력이 필수적이다. 장기적으로는 글로벌 반도체 장비업체 의존도를 낮추고 반도체 소재·부품·장비 연구개발 활성화를 통해 국산화율을 높여 산업 기반을 강화하려는 정책적인 노력이 필요하다.

반도체 공정장비 분야 경쟁력 제고 필요

특정 공정장비들에 대한 국책 R&D가 지원되고 있지만, 소부장 기술은 아직 미흡하고 장비기술 내재화 수준 제고가 필요한 상황이다. 국내 반도체 장비 수입 관련 국가별 의존 비율은 일본(49%), 미국(30%), 유럽(18.6%), 중국(14.5%) 순으로 2021년 한국의 반도체 장비 수입액 중 미국·일본· 네덜란드 수입 비중이 77%*를 상회하는 상황이다.

* 한국의 미국·일본·네덜란드 반도체 장비 수입 비중 추이: 82.2%(2018년) → 79%(2019년) → 77.7%(202년) → 77.5%(2021년)

소·부·장 대규모 국책사업 4년차 경과, 아직은 시간과 지원이 더 필요

차세대 지능형반도체 기술개발사업 제조 장비 분야 초기 수행 과제들이 최근 종료되었으며, 시장 진입을 준비하고 있다. 반도체 장비의 특성상 Wafer Demo 평가 후 1~2년 정도의 Tool Demo가 일반적으로 필요하기에 과제 종료 이후 즉각적인 국산화율 증대, 사업화와 매출 발생은 현실적으로 불가능한 상황이다. 국내 장비 경쟁력 강화를 위해 과제 종료 이후 시장 진입을 위한 사업화 과정을 지원해 주는 프로그램(성능평가, 실증평가, 수요기업 현장 Demo, 단기 상용화 과제 등)이 필요하며, 수요기업들의 적극적인 국책 R&D 사업 참여를 유도할 수 있는 정책적인 제도가 마련되어야 한다. 소자 기업 양산 적용을 늘리기 위해 패턴웨이퍼 지원 품목 확대, 양산성능평가 지원사업 확대 등 개발 제품의 사업화 가능성 제고를 위한 추가적인 정부 지원책들이 필요한 상황이다.
반도체 장비 분야는 최첨단 공정 기술이 적용되는 분야이기에 장비 검증과 상용화 지연이 발생될 경우 사업화에 난관이 발생한다. 장비사들은 수요기업의 Needs가 무엇인지 확인할 수 있는 방법이 전무하며, 국내 반도체 수요기업 로드맵 관련 정보를 취득할 수 없어 맞춤 상용화에 어려움이 존재한다. 즉 국내 반도체 수요기업의 로드맵과 연동한 장비 기획이 필수적이다.

소·부·장 경쟁력 제고를 위한 지속적인 정부 R&D 투자 필요

글로벌 시장을 선도하고 안정적인 소부장 생태계를 구축하기 위해 일회성이 아닌 안정적인 정부 R&D 투자 지원이 필요하다. 투자 이후 국산화율에 의미 있는 반영까지 최소 5~10년은 소요되기에 소재·부품·장비 산업 內 취약 항목뿐만 아니라 전반적인 품목에 대한 지속적인 지원이 필요하다.

(전략1) 수요기업 참여하여 Top-Down 반도체 소·부·장 핵심품목에 대한 국산화 추진 및 세액공제 지원

국내 수요기업 참여 반도체 소·부·장 사업 기획 및 소자 기업의 당해연도 국산 소·부·장 구입 금액에 대한 일정 부분 세액공제 지원을 통한 공급망 다각화 지원

(전략2) 공정장비 경쟁력을 좌우하는 핵심소재 부품기술의 안정적 자립화 지원 단독장비 개발 시 개발비용의 상당 부분을 해외산 부품 구매에 사용하는 바, 단독 장비 개발 시 핵심부품 공동개발(장비-부품 공동개발)을 추진

(전략3) 단순 해외 장비의 국산 대체를 넘어 글로벌 시장을 겨냥한 소부장 개발을 위한 기업 R&D 역량 제고 “대형 외국계 장비사 구매연계형 핵심부품 개발 투자 사업” 등 안정적인 자립화를 위한 해외시장으로 시장 확대 지원 필요

출처 및 참고자료

1. “반도체 과학·기술·산업 분석”, KISTI, KISTI R&I Report, 2022.04.30.

2. “반도체산업 및 정책동향”, 한국반도체산업협회, 2023년.

3. “반도체 소재·부품·장비 산업 동향”, KEIT, 2022년

4. “2020년 기술수준평가 ICT·SW”, KISTEP, 2020년 12월.

5. “핵심기술 R&D 투자의 성과 종합분석 연구 (2022년)”, KISTEP, 2022년 12월.

6. “소재부품산업 기술개발-10대 주력산업 가치사슬 분석 품목 식별, 공정도, 통계연계, 수급지표 검토”, 한국기계산업진흥회, 2021년.

7. “반도체 업계 동향 및 장비업계 경영지표 분석”, 한국반도체산업협회, 2020년.

8. “반도체 R&D 성과점검 및 향후 정책방향”, 관계부처 합동, 2021년.

9. “소재·부품·장비 산업 경쟁력 강화를 위한 지난 1년간 출연(연)의 노력”, KISTI, KISTI ISSUE Report, 2020.09.28., 제25호.

10. “최근 반도체장비 교역동향 및 시사점”, 한국무역협회, TRADE FOCUS, 2022년 25호.

11. “미·중 갈등과 중국의 반도체 산업 육성전략 및 전망”, 대외경제정책연구원, 세계경제 포커스, 2021.07.01., Vol. 4 No. 39.

저자

이정호 반도체공정장비 PD KEIT

김동현 실장 한국반도체연구조합

이재훈 수석 KEIT

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