⬛반도체의 구분 및 시장
반도체는 전류의 흐름을 이용해 디지털 언어(1과 0)로 각종 값을 컴퓨터의 문법으로 변환하는 핵심 장치이다. 쉽게 말해 정보의 저장과 연산을 수행하는 두뇌 역할에 해당하며, 메모리 반도체와 시스템 반도체(비메모리 반도체)로 구분한다.
메모리 반도체는 정보 저장의 용도로 휘발성 메모리인 D램과 비휘발성 메모리은 낸드플래시(SSD 등)로 구분되며, 시스템 반도체는 연산과 제어 등 정보를 처리 용도이다.
시스템 반도체는 CPU, GPU, AP, NPU 등이 있으며, 시장 규모 측면에서 시스템 반도체는 메모리 반도체 2배 규모이다. 컴퓨터, 스마트폰, 각종 웨어러블 기기, 냉장고. 드론, 자동차까지 광범위하게 사용되고 있으며 그 증가 추세는 가파르게 상승 중이다.
자동차의 경우 자동차 한 대에 시스템 반도체가 200~300개 정도가 필요하며 자율 주행이 상용화되면 한 대 당 2,000개 넘는 시스템 반도체가 필요하다고 한다.
한국은 메모리 반도체 시장 점유율(D램 기준)이 70%에 육박하고 있지만, 시스템 반도체 분야에서 차지하는 비중은 4.1%에 불과하다.
2025년 시스템 반도체 시장이 370조원 이상 규모로 성장할 것으로 전망되고 있으며, AI 관련 산업 확대 속에서 시스템 반도체 분야의 역량 강화가 시급한 실정이다.
⬛반도체 산업 생태계
메모리 반도체 시장은 설계에서 생산까지 한 회사에서 이루어지는 소수의 종합반도체기업(IDM)이 독식하는 산업 구조이다. 대표적으로 삼성전자, SK하이닉스, 인텔, 마이크론 등이 있다. 이에 비해 시스템 반도체 시장은 크게 설계, 검수, 제작 등의 역할이 분산되어 있다.
메모리 반도체에 비해 시스템 반도체 분야는 많은 단계와 공정, 각종 전문 기술이 필요하고, 제품의 종류, 반도체의 역할에 따라 수많은 종류가 있는 만큼 생산부터 설계까지 한 기업이 하기가 쉽지 않기 때문이다.
- 종합반도체기업(IDM): 반도체 생산과정을 종합적으로 갖춘 기업(메모리 반도체), 삼성전자, SK하이닉스
- IP: 반도체 설계 전문, ARM, 시놉시스, 칩스앤미디어, 오픈엣지테크놀로지 등
- 팹리스(Fabless): 자사제품 있는 설계 전문 기업, Apple, 퀄컴, 엔비디아, AMD, 브로드컴, 에이디테크놀로지, LX세미콘, 제주반도체
- 디자인 하우스(Design House): 제조형 도면으로 설계, 가온칩스, 에이직랜드, 코아시아, 세미파이브
- 파운드리(Foundry): 반도체 생산 전문, TSMC,
- OSTA: 반도체 패키징, 테스트, 후공정 전문, ASE, 네패스, 하나마이크론, 엘비세미콘, SFA반도체
⬛참고
- CPU
— 기억, 해석, 연산, 제어 4대 주요 기능 관할
- GPU
— 그래픽 처리 장치였으나, 생성형 AI 시대 CPU보다 효율적
— 챗 GPT는 엔비디아 GPU에서 학습 실행되는 대규모 언어 모델(LLM)
— 1명의 수학자(CPU)와 1,000명의 초등학생(GPU), 비트코인 체굴에도 GPU가 필요
— 엔비디아 시총은 인텔, 애플을 능가하고 있음.
- AP
— 모바일 중앙처리장치 AP(Application Processor), 스마트폰의 두뇌
— CPU, 메모리, 그래픽카드, 저장 장치 등이 하나의 칩, SoC(System on Chip)
— 퀄컴, 엔비디아, 애플
- NPU
— AI 알고리즘에 최적화된 고속 데이터 전송 구조 설계 필수
— 인공신경망(Neural Network)을 이용한 NPU (Neural Processing Unit, 신경망처리장치)
— 딥러닝에 최적화, 범용성은 적음
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