450㎜ 장비 뒤쳐질땐 후발기업 도태 우려
디스플레이 관련 핵심부품 국산화도 시급
디스플레이 관련 핵심부품 국산화도 시급
■ 글로벌 장비재료 기업 키우자
2부. 글로벌 장비기업을 키워라
① 차세대 시장을 선점하라
"차세대 반도체ㆍ디스플레이 시장을 선점하라."
국내 반도체ㆍ디스플레이 산업계가 웨이퍼 450㎜ 시대와 11세대 LCD 세대로 들어서는 차세대 시장의 선점을 위한 기반 구축에 나서고 있는 가운데, 가장 중요한 부분 가운데 하나인 장비 업계와의 상생 협력을 통한 차세대 장비 시장의 선점이 주요 과제로 등장하고 있다.
반도체 450㎜ 웨이퍼와 11세대 LCD가 최상의 수율과 효율성 등을 고려했을 때 차세대 장비의 `종착역'이 될 수 있다는 시각도 제기되고 있는 가운데, 거대 시장으로 성장할 차세대 장비 부문 선점의 필요성은 두말할 필요가 없다.
하지만 국내 기업들이 차세대 반도체 디스플레이 산업에서 주도권을 쥐기에는 장비기업의 기반이 글로벌 장비기업들과 경쟁하기에는 여전히 취약하고, 장비산업을 뒷받침하는 부품소재 산업구조도 약하다는 지적이다.
◇"차세대 장비, 후발기업 퇴출 장치 될 수도"= 반도체 장비는 경쟁력 있는 반도체 제품 생산의 근간이 되기 때문에 반도체 제조기반과 핵심기술을 확보해야만 진정한 의미의 반도체 강국으로 도약할 수 있다. 또 디스플레이, 태양광, LED 장비로 관련 산업이 파생되면서 유관 부문의 장비산업의 성장을 이끌어 내는 효과도 발생시킨다.
그러나 이처럼 중요한 반도체 장비시장에서 무역역조는 개선될 조짐을 보이지 않고 있다.
한국무역협회의 종합무역정보포털(KOTIS)에서 제공하는 2009년 반도체 장비 수출입 현황에 따르면 지난 2008년 우리나라의 반도체 수출은 11억4600만달러였으나 수입은 58억4600만달러로 연간 약 6조원 이상을 수입장비에 의존하는 것으로 나타났다.
전세계 반도체 장비 시장이 2010년 29억3000만달러에서 2013년 35억6000만달러, 2018년 44억5000만달러 규모로 지속 성장할 전망이어서 수입에 의존하는 국내 장비시장의 문제를 간과할 수 없는 상황이다. 올해가 본격적인 반도체 설비투자 회복기인 점을 감안하면 상황은 더욱 심각하다.
특히 기존 300㎜ 웨이퍼에서 450㎜로 전환하는 차세대 반도체 장비에 대한 대응 상황은 시장 선점이라는 측면에서 중요한 의미를 갖는다.
현재 반도체 장비업계는 공정 미세화와 450㎜ 대구경 웨이퍼로의 전환시기가 언제일 것인지에 촉각을 곤두세우고 있다. 통상 10년마다 웨이퍼 사이즈가 커지는 추세를 감안하면 2012년경 450㎜ 웨이퍼 시대가 올 것으로 예측하고 있지만, 300㎜ 웨이퍼에서의 반도체 생산률이 2015년까지 정점을 이룰 것으로 예상되고 있어 450㎜ 전환이 그동안의 공식을 깰 수도 있을 것이란 전망도 제기되고 있다.
공정 미세화 추세도 웨이퍼 사이즈 확대와 함께 진행되고 있다. 현재 35㎚(나노미터, 이하 나노) 공정에서 25나노, 10나노 순으로 선폭을 줄이기 위한 연구가 이뤄지고 있어 이를 실현할 수 있는 장비가 필요한 상황이다.
현재 전세계적으로 인텔, 삼성전자, TSMC는 오는 2012년 450mm 공정 도입을 위한 파일럿 라인 구축을 목표하고 있으며 2015년부터 양산을 시작할 것으로 보고 있다. 기존 300㎜ 웨이퍼의 생산 수율을 떠나 관련 기업들이 차세대 웨이퍼 생산에 대한 계획을 밝히면서 글로벌 장비기업들은 이에 발빠르게 대비하고 있다는 점이다.
전세계 1위 장비기업인 어플라이드머티리얼즈(AMAT)와 3위 텔(TEL)은 450㎜ 전담팀을 꾸리고 이미 장비설계를 마친 상태다. 2위인 네덜란드 장비기업 어드반스드세미컨덕터머티리얼리소그라피(ASML)는 최근 ISMI(International SEMATECH Manufacturing Initiative)와 협의를 시작하며 450㎜ 장비개발에 나섰다.
또한 국가 차원의 대응도 이뤄지고 있다.
미국은 ISMI를 확대 개편한 450㎜ 장비개발 컨소시엄인 R-450 프로그램을 준비중이며 반도체협회인 세마텍을 통해 이미 450㎜ 장비에 대한 표준화를 마치고 일부 장비를 선보이면서 발빠르게 대응하고 있다. 세마텍을 중심으로 글로벌 장비 10대 기업들이 인텔, IBM 등 소자기업들과 전략적으로 협력하고 있다.
유럽은 장비기업들의 협의체인 EEMI-450을 출범하고 상반기 중 유럽의 최대 나노전자기술 연구소기업인 아이맥(IMEC)에 450㎜ 장비개발을 위한 공간을 확보할 예정이다.
우리나라도 올해부터 450㎜ 장비 대응에 나섰지만 아직 기초 연구과제를 진행하는 수준에 그치고 있다. 한국반도체연구조합 내 나노반도체장비상용화사업단이 올해부터 450㎜에 대한 기초연구 과제를 진행하고 있다. 장비기업들도 이에 대응하기 위한 연구개발(R&D)을 진행하고 있으나 예산규모와 지원 등에서 미약한 상황이다.
김용태 나노반도체장비상용화사업단장은 "450㎜ 장비시장이 활성화되면 일부 장비기업들은 기술력을 극복하지 못하고 도태될 수 있다"라며 "450㎜ 장비는 기존 거대 장비기업은 더욱 성장시키고 후발 기업은 시장에서 퇴출되는 계기로 작용할 것"이라고 내다봤다.
◇디스플레이, R&Dㆍ핵심부품 국산화 병행해야= PDP에서 LCD로 진화를 거듭한 디스플레이 시장에서는 차세대 LEDㆍOLED 패널생산을 위한 최적화된 장비 구현에 집중하고 있다. 또 차세대 패널의 대표격으로 여겨지고 있는 플렉서블 디스플레이 양산이 당초 계획보다 늦어지면서 국산 디스플레이 장비기술력을 강화할 필요성에 대한 목소리가 커지고 있다.
관련 업계에서는 LCD가 소형 모바일, 모니터, TV시장 모두에서 널리 쓰이면서 OLED가 모바일과 TV시장을 점차 잠식해 나갈 것으로 보고 있다. 플렉서블 디스플레이는 글라스 대신 플라스틱이나 스텐레스를 사용해 내구성이 강한 장점을 바탕으로 버스정류장의 실외 광고판 등 물리적 충격에도 버틸 수 있는 영역을 중심으로 접목되기 시작할 것으로 전망하고 있다.
현재 삼성전자와 LG디스플레이는 각 장비기업들과 소통체계를 구축하고 11세대 LCD 및 5.5세대 OLED 장비개발에 함께 머리를 맞대고 있다. 8세대 LCD 시장에서 중국이 추격을 해오고 있는 상황에서 국내 기업들은 LED와 OLED, 플렉서블 등 차세대 디스플레이로 연구개발과 장비개발 역량을 집중해 후발업체와의 기술격차를 둬야 하고, 이를 위해선 장비기업와의 협력이 필수적이다.
장비 국산화와 장비산업의 체질 개선을 위해서는 관련 핵심 부품소재 산업 성장도 필요하다. 예를 들어 차세대 디스플레이의 시장 확대를 위해서는 OLED가 특정 모양과 형태를 오랫동안 유지할 때 수명이 급속히 줄어드는 단점과 구부려도 끊어지거나 손상되지 않는 전선 구현 등 부품 소재 부문에서 기술 개발이 더 필요하다.
장비부문에서는 타 공정에 비해 기술 난이도가 높은 플라즈마화학증착(PECVD), 스퍼터링, 노광 장비의 국산화와 경쟁력 제고가 시급하다. 특히 공정 미세화에 따라 플라즈마 기술이 CVD, 스퍼터링, 드라이 에칭 영역에 도입되면서 더욱 높은 기술을 필요로 하고 있어 국내 장비기업들의 도전과제가 되고 있다.
PECVD 장비의 경우 미국 AKT가 글로벌 1위 공급사이며 국내에서는 주성엔지니어링이 제품을 양산하고 있다. 스퍼터링, 노광, 드라이 에칭 장비는 주로 일본 기업들이 과점하고 있다.
업계에서는 전체 LCD 공정장비 중 70%가 국산화돼 반도체 장비 대비 국산화율이 높지만, 해외에서 글로벌 장비기업들의 제품과 견줬을 때 신뢰성과 성능이 우월한지는 의문이라고 지적한다. 장비의 핵심 부품 중 42%가 일본, 미국, 스위스 등에 의존하고 있기 때문이다.
플렉서블 디스플레이를 위한 전용장비 개발의 필요성도 대두하고 있다. 현재 플렉서블 디스플레이는 기존 LCD 장비 기반으로 만들어지고 있어 고유의 특성을 살리지 못하는 원인 중 하나로 지적되고 있다.
국내의 경우 기존 LCD 장비 일부를 개조해 플렉서블 디스플레이를 시험 생산하는 정도에 그치고 있다. 양산 능력은 우리나라가 앞서 있으나 일본은 정부 주도로 관련 기업들이 연합한 트라딤(TRADIM)을 통해 전용 장비를 개발하고 있어 위협이 되고 있다.
디스플레이 업계 한 관계자는 "국내 반도체ㆍ디스플레이 장비 중 일부는 외산 시제품이 나왔을 때 디자인을 복사한 경우가 많아서 지재권 침해 등의 우려 때문에 글로벌 기업인 삼성전자와 LG디스플레이에 공급된 제품이라 하더라도 해외 수출이 힘든 경우가 많다"며 "향후 차세대 장비시장에서 끝까지 살아남으려면 석박사급 핵심인재를 중심으로 연구개발에 꾸준히 집중하면서 핵심 부품을 국산화하는 노력을 병행하는게 필수"라고 강조했다.
<기획취재팀>
팀장=김승룡기자 srkim@
심화영기자 dorothy@
배옥진기자 withok@
이연호기자 dew9012@
2부. 글로벌 장비기업을 키워라
① 차세대 시장을 선점하라
"차세대 반도체ㆍ디스플레이 시장을 선점하라."
국내 반도체ㆍ디스플레이 산업계가 웨이퍼 450㎜ 시대와 11세대 LCD 세대로 들어서는 차세대 시장의 선점을 위한 기반 구축에 나서고 있는 가운데, 가장 중요한 부분 가운데 하나인 장비 업계와의 상생 협력을 통한 차세대 장비 시장의 선점이 주요 과제로 등장하고 있다.
반도체 450㎜ 웨이퍼와 11세대 LCD가 최상의 수율과 효율성 등을 고려했을 때 차세대 장비의 `종착역'이 될 수 있다는 시각도 제기되고 있는 가운데, 거대 시장으로 성장할 차세대 장비 부문 선점의 필요성은 두말할 필요가 없다.
하지만 국내 기업들이 차세대 반도체 디스플레이 산업에서 주도권을 쥐기에는 장비기업의 기반이 글로벌 장비기업들과 경쟁하기에는 여전히 취약하고, 장비산업을 뒷받침하는 부품소재 산업구조도 약하다는 지적이다.
◇"차세대 장비, 후발기업 퇴출 장치 될 수도"= 반도체 장비는 경쟁력 있는 반도체 제품 생산의 근간이 되기 때문에 반도체 제조기반과 핵심기술을 확보해야만 진정한 의미의 반도체 강국으로 도약할 수 있다. 또 디스플레이, 태양광, LED 장비로 관련 산업이 파생되면서 유관 부문의 장비산업의 성장을 이끌어 내는 효과도 발생시킨다.
그러나 이처럼 중요한 반도체 장비시장에서 무역역조는 개선될 조짐을 보이지 않고 있다.
한국무역협회의 종합무역정보포털(KOTIS)에서 제공하는 2009년 반도체 장비 수출입 현황에 따르면 지난 2008년 우리나라의 반도체 수출은 11억4600만달러였으나 수입은 58억4600만달러로 연간 약 6조원 이상을 수입장비에 의존하는 것으로 나타났다.
전세계 반도체 장비 시장이 2010년 29억3000만달러에서 2013년 35억6000만달러, 2018년 44억5000만달러 규모로 지속 성장할 전망이어서 수입에 의존하는 국내 장비시장의 문제를 간과할 수 없는 상황이다. 올해가 본격적인 반도체 설비투자 회복기인 점을 감안하면 상황은 더욱 심각하다.
특히 기존 300㎜ 웨이퍼에서 450㎜로 전환하는 차세대 반도체 장비에 대한 대응 상황은 시장 선점이라는 측면에서 중요한 의미를 갖는다.
현재 반도체 장비업계는 공정 미세화와 450㎜ 대구경 웨이퍼로의 전환시기가 언제일 것인지에 촉각을 곤두세우고 있다. 통상 10년마다 웨이퍼 사이즈가 커지는 추세를 감안하면 2012년경 450㎜ 웨이퍼 시대가 올 것으로 예측하고 있지만, 300㎜ 웨이퍼에서의 반도체 생산률이 2015년까지 정점을 이룰 것으로 예상되고 있어 450㎜ 전환이 그동안의 공식을 깰 수도 있을 것이란 전망도 제기되고 있다.
공정 미세화 추세도 웨이퍼 사이즈 확대와 함께 진행되고 있다. 현재 35㎚(나노미터, 이하 나노) 공정에서 25나노, 10나노 순으로 선폭을 줄이기 위한 연구가 이뤄지고 있어 이를 실현할 수 있는 장비가 필요한 상황이다.
현재 전세계적으로 인텔, 삼성전자, TSMC는 오는 2012년 450mm 공정 도입을 위한 파일럿 라인 구축을 목표하고 있으며 2015년부터 양산을 시작할 것으로 보고 있다. 기존 300㎜ 웨이퍼의 생산 수율을 떠나 관련 기업들이 차세대 웨이퍼 생산에 대한 계획을 밝히면서 글로벌 장비기업들은 이에 발빠르게 대비하고 있다는 점이다.
전세계 1위 장비기업인 어플라이드머티리얼즈(AMAT)와 3위 텔(TEL)은 450㎜ 전담팀을 꾸리고 이미 장비설계를 마친 상태다. 2위인 네덜란드 장비기업 어드반스드세미컨덕터머티리얼리소그라피(ASML)는 최근 ISMI(International SEMATECH Manufacturing Initiative)와 협의를 시작하며 450㎜ 장비개발에 나섰다.
또한 국가 차원의 대응도 이뤄지고 있다.
미국은 ISMI를 확대 개편한 450㎜ 장비개발 컨소시엄인 R-450 프로그램을 준비중이며 반도체협회인 세마텍을 통해 이미 450㎜ 장비에 대한 표준화를 마치고 일부 장비를 선보이면서 발빠르게 대응하고 있다. 세마텍을 중심으로 글로벌 장비 10대 기업들이 인텔, IBM 등 소자기업들과 전략적으로 협력하고 있다.
유럽은 장비기업들의 협의체인 EEMI-450을 출범하고 상반기 중 유럽의 최대 나노전자기술 연구소기업인 아이맥(IMEC)에 450㎜ 장비개발을 위한 공간을 확보할 예정이다.
우리나라도 올해부터 450㎜ 장비 대응에 나섰지만 아직 기초 연구과제를 진행하는 수준에 그치고 있다. 한국반도체연구조합 내 나노반도체장비상용화사업단이 올해부터 450㎜에 대한 기초연구 과제를 진행하고 있다. 장비기업들도 이에 대응하기 위한 연구개발(R&D)을 진행하고 있으나 예산규모와 지원 등에서 미약한 상황이다.
김용태 나노반도체장비상용화사업단장은 "450㎜ 장비시장이 활성화되면 일부 장비기업들은 기술력을 극복하지 못하고 도태될 수 있다"라며 "450㎜ 장비는 기존 거대 장비기업은 더욱 성장시키고 후발 기업은 시장에서 퇴출되는 계기로 작용할 것"이라고 내다봤다.
◇디스플레이, R&Dㆍ핵심부품 국산화 병행해야= PDP에서 LCD로 진화를 거듭한 디스플레이 시장에서는 차세대 LEDㆍOLED 패널생산을 위한 최적화된 장비 구현에 집중하고 있다. 또 차세대 패널의 대표격으로 여겨지고 있는 플렉서블 디스플레이 양산이 당초 계획보다 늦어지면서 국산 디스플레이 장비기술력을 강화할 필요성에 대한 목소리가 커지고 있다.
관련 업계에서는 LCD가 소형 모바일, 모니터, TV시장 모두에서 널리 쓰이면서 OLED가 모바일과 TV시장을 점차 잠식해 나갈 것으로 보고 있다. 플렉서블 디스플레이는 글라스 대신 플라스틱이나 스텐레스를 사용해 내구성이 강한 장점을 바탕으로 버스정류장의 실외 광고판 등 물리적 충격에도 버틸 수 있는 영역을 중심으로 접목되기 시작할 것으로 전망하고 있다.
현재 삼성전자와 LG디스플레이는 각 장비기업들과 소통체계를 구축하고 11세대 LCD 및 5.5세대 OLED 장비개발에 함께 머리를 맞대고 있다. 8세대 LCD 시장에서 중국이 추격을 해오고 있는 상황에서 국내 기업들은 LED와 OLED, 플렉서블 등 차세대 디스플레이로 연구개발과 장비개발 역량을 집중해 후발업체와의 기술격차를 둬야 하고, 이를 위해선 장비기업와의 협력이 필수적이다.
장비 국산화와 장비산업의 체질 개선을 위해서는 관련 핵심 부품소재 산업 성장도 필요하다. 예를 들어 차세대 디스플레이의 시장 확대를 위해서는 OLED가 특정 모양과 형태를 오랫동안 유지할 때 수명이 급속히 줄어드는 단점과 구부려도 끊어지거나 손상되지 않는 전선 구현 등 부품 소재 부문에서 기술 개발이 더 필요하다.
장비부문에서는 타 공정에 비해 기술 난이도가 높은 플라즈마화학증착(PECVD), 스퍼터링, 노광 장비의 국산화와 경쟁력 제고가 시급하다. 특히 공정 미세화에 따라 플라즈마 기술이 CVD, 스퍼터링, 드라이 에칭 영역에 도입되면서 더욱 높은 기술을 필요로 하고 있어 국내 장비기업들의 도전과제가 되고 있다.
PECVD 장비의 경우 미국 AKT가 글로벌 1위 공급사이며 국내에서는 주성엔지니어링이 제품을 양산하고 있다. 스퍼터링, 노광, 드라이 에칭 장비는 주로 일본 기업들이 과점하고 있다.
업계에서는 전체 LCD 공정장비 중 70%가 국산화돼 반도체 장비 대비 국산화율이 높지만, 해외에서 글로벌 장비기업들의 제품과 견줬을 때 신뢰성과 성능이 우월한지는 의문이라고 지적한다. 장비의 핵심 부품 중 42%가 일본, 미국, 스위스 등에 의존하고 있기 때문이다.
플렉서블 디스플레이를 위한 전용장비 개발의 필요성도 대두하고 있다. 현재 플렉서블 디스플레이는 기존 LCD 장비 기반으로 만들어지고 있어 고유의 특성을 살리지 못하는 원인 중 하나로 지적되고 있다.
국내의 경우 기존 LCD 장비 일부를 개조해 플렉서블 디스플레이를 시험 생산하는 정도에 그치고 있다. 양산 능력은 우리나라가 앞서 있으나 일본은 정부 주도로 관련 기업들이 연합한 트라딤(TRADIM)을 통해 전용 장비를 개발하고 있어 위협이 되고 있다.
디스플레이 업계 한 관계자는 "국내 반도체ㆍ디스플레이 장비 중 일부는 외산 시제품이 나왔을 때 디자인을 복사한 경우가 많아서 지재권 침해 등의 우려 때문에 글로벌 기업인 삼성전자와 LG디스플레이에 공급된 제품이라 하더라도 해외 수출이 힘든 경우가 많다"며 "향후 차세대 장비시장에서 끝까지 살아남으려면 석박사급 핵심인재를 중심으로 연구개발에 꾸준히 집중하면서 핵심 부품을 국산화하는 노력을 병행하는게 필수"라고 강조했다.
<기획취재팀>
팀장=김승룡기자 srkim@
심화영기자 dorothy@
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이연호기자 dew9012@
