반도체⋅부품 관련 정책 동향과 현장의 목소리를 전달하기 위해 한 주 동안 열심히 달린 <소부장반차장>이 지난 이슈의의미를 되새기고, 차주의 새로운 동향을 연결해 보고자 주간 보고서를 올립니다. <반차장보고서>를 통해 한 주를 정리해보시길 바랍니다. <편집자주>

인텔 파운드리, 2030년 1조 트랜지스터 시대 도래…첨단 패키징 힘 준다

인텔 파운드리는 IEEE 국제전자소자학회(IEDM) 2024에서, 반도체 산업을 향후 10년 넘게 발전시키는 데 기여할 새로운 혁신 기술을 공개했다.

인텔 파운드리는 감극성 루테늄(subtractive Ruthenium)을 활용해 칩 내 상호 연결(interconnection)을 개선하여 정전 용량(capacitance)을 최대 25%1 까지 향상시킬 수 있는 신소재 기술을 선보였다. 또한 최초로 초고속 칩 간(chip-to-chip) 어셈블리 공정을 가능하게 하는 고급 패키징을 위한 이기종 통합 솔루션을 활용해 처리량(쓰루풋)을 100배2 향상시켰다고 발표했다.

이와 함께, 인텔 파운드리는 GAA(gate-all-around) 스케일링을 더욱 촉진하기 위해 실리콘 리본펫 금속 산화물 반도체(RibbonFET CMOS)와 스케일링된 2D 펫(FET)를 위한 게이트 산화물 모듈을 사용하여 디바이스 성능을 개선하는 작업을 시연했다.

산제이 나타라잔(Sanjay Natarajan) 인텔 파운드리 기술 리서치 부문 총괄 수석 부사장은 “인텔 파운드리는 반도체 산업의 로드맵을 정의하고 구축하기위해 지속적으로 노력하고 있다. 최근의 혁신은 미국에서 개발된 최첨단 기술을 제공하고, 미국 칩스(CHIPS) 법의 지원과 함께 균형 잡힌 글로벌 공급망을 구축하고 미국 내 제조 및 기술 리더십을 회복하려는 인텔의 노력과 위치를 강조한다”고 밝혔다.

업계에서 오는 2030년까지 1조 개의 트랜지스터를 칩에 탑재하는 것을 목표로 하고 있는 가운데, 트랜지스터 및 인터커넥트 확장의 획기적인 발전과 미래 첨단 패키징 기능은 AI와 같이 더 나은 전력 효율성과 고성능, 비용 효율성이 필요한 컴퓨팅 애플리케이션에 대한 폭증하는 요구를 충족시키는데 필수적이다.

HBM 확대된 對中 규제…더 급해진 삼성 엔비디아 통과

미국 상무부 산업안보국(BIS)이 반도체 수출 통제를 강화하며 HBM(고대역폭 메모리)도 수출 금지 대상에 포함시킨 가운데, 삼성전자 메모리 사업부에 비상등이 켜졌다. HBM 일부를, 중국향으로 생산하고 있는 상황에서 이번 규제가 실적에 미칠 수도 있어서다.

9일 반도체 업계에 따르면, BIS는 지난 2일(현지시간) 수출통제 대상 품목에 특정 HBM 제품을 추가한다고 관보를 통해 발표했다. 상무부는 이번 수출통제에 해외직접생산품규칙(FDPR·Foreign Direct Product Rules)을 적용했다. 이는 미국이 아닌 다른 나라에서 만든 제품이더라도 미국산 소프트웨어나 장비, 기술 등이 사용됐다면 이번 수출통제를 준수해야 한다는 것을 의미한다.

미국이 중국에 대한 HBM 수출을 제한한 배경은 첨단 기술이 국가 안보와 전략적 우위를 결정짓는 주요 요소로 부각됐기 때문이다. 특히 HBM은 인공지능(AI) 가속기와 같은 고성능 컴퓨팅 시스템에서 핵심적인 역할을 하는 메모리 기술로, AI와 관련한 국방 및 산업적 응용 분야에서 큰 영향을 미친다.

미국 정부는 이러한 HBM 기술이 중국으로 유입될 경우, 중국이 이를 활용해 AI 기반 군사 기술이나 감시 시스템 등을 강화할 가능성을 우려하고 있다. 미국 상무부는 중국이 HBM을 활용해 AI 기술 개발을 가속할 경우, 이는 미국과 동맹국들의 기술적 우위를 위협할 수 있다고 판단했다.

이번 조치는 삼성전자와 SK하이닉스를 비롯한 글로벌 메모리 업체들에 상당한 압박으로 작용할 전망이다. 삼성전자와 SK하이닉스 모두 중국 시장을 주요 수요처 중 하나로 두고 있는 상황에서, 중국 내 매출 감소와 함께 시장 점유율 축소로 이어질 가능성이 있어서다.

특히 HBM은 AI와 HPC 중심의 고부가가치 제품군으로, 이 시장에서의 수익성 악화는 회사 전체 실적에 직결될 수 있다. 중국은 세계 최대 반도체 소비 시장 중 하나로, HBM 수요가 빠르게 증가하고 있다.

다만, 업계에서는 이번 조치로 인해 한국의 양대 메모리 업체 중에서도 삼성전자가 더 큰 타격을 받을 것이라는 관측이 지배적이다.

SK하이닉스는 HBM 물량의 대부분을 미국의 빅테크 기업들, 특히 AI와 데이터센터 시장을 주도하는 기업에 공급하고 있어 이번 규제의 영향을 상대적으로 적게 받을 것으로 보이지만, 삼성전자는 아직 엔비디아와 같은 미국 빅테크 기업에 HBM 제품을 본격적으로 공급하지 못하고 있기 때문이다.

삼성전자의 HBM 매출 중 중국 시장의 비중이 상대적으로 크다는 점이 이번 규제에서 더욱 불리하게 작용할 가능성이 있다. 삼성전자의 중국향 HBM 매출은 공식적인 수치는 공개되지 않았으나, 업계가 추산하는 비중은 약 20% 수준으로 추정된다.

SFA "반도체 첨단 패키징이 기회…배선·검사·유리기판 공정 장비 개발"

공정·자동화 장비 기업인 에스에프에이(SFA, 대표 김영민)가 반도체 패키징 공정 장비를 차세대 성장동력으로 낙점하고 관련 개발 및 상용화에 나섰다.

관련 시장이 글로벌 장비사의 과점으로 경쟁이 어려운 만큼, 고대역폭메모리(HBM) 및 3DIC·유리 기판 분야 내 틈새시장을 공략해 입지를 확보하겠다는 전략이다.

최교원 SFA R&D 1센터장은 10일 여의도 교직원공제회관에서 열린 'SFA 테크데이' 행사에서 반도체 사업 확대를 위한 기술로 ▲기판 배선용 3D 비접촉 패턴형성 ▲유리기판 유리관통전극(TGV) 및 싱귤레이션 ▲인라인(In-line)용 플라나 CT장비 등을 공개했다.

최교원 센터장은 "반도체 업계는 수율에 따른 손실과 최종 고객사와의 승인 절차, 변화에 따른 수익 문제 등으로 신 장비 도입에 매우 보수적"이라면서도 "현재는 제조사가 생산하는 칩이 바뀌면서 기존 장비로 대응할 수 없는 영역이 생겼고, 이에 따라 SFA에도 관련 기술 요청이 오는 등 기회가 생기고 있다"고 전했다.

아울러 "이미 성숙한 팹 공정 장비 대비 투자나 전체 반도체 장비 시장 내 매출 비중이 낮기 떄문에, 앞으로의 발전 가능성도 높은 분야"라며 "SFA는 반도체 쪽에서 주로 웨이퍼 이송장치(OHT) 매출이 주류였고, 이를 확장하려면 물류 뿐 아니라 공정 장비 확장이 필요해 이쪽 분야를 택하게 된 것"이라고 설명했다.

SFA는 반도체 패키징 공정 장비 시장 진입을 위해 3D 비접촉 패턴형성기술을 개발하고 있다. 이 기술은 칩(Die)과 칩, 칩과 기판을 금속 배선으로 연결하는 와이어 본딩 기반 기술로, 반도체 고집적화에 따른 배선 미세화를 위한 대안으로 꼽힌다.

최 센터장은 "반도체 전공정 대비 패키징 분야 내 배선 미세화는 상대적으로 더디다. 실제로 수율을 고려할 때 와이어 본딩 배선의 실질적인 선폭 한계는 40마이크로미터(㎛)고 간격은 80㎛ 수준"이라며 "와이어 선폭이 크니 연결하는 패드도 간격이 넓고, 그만큼 기판도 커져야 하는 상황"이라고 운을 뗐다.

"전통 FPGA 시장 넘는다"…래티스반도체, AI 겨냥 '신제품군' 공개

전력 프로그래머블 솔루션 기업 래티스 반도체가 새로운 하드웨어 및 소프트웨어 솔루션을 발표했다. 이를 통해 래티스는 전통적인 FPGA 시장을 넘어 AI, 데이터센터, 로보틱스, 클라우드까지 활용 범위를 확장하겠다는 포부를 드러냈다.

래티스반도체는 11일 열린 2024년 래티스 개발자 컨퍼런스(Lattice Developers Conference 2024)에서 차세대 소형 FPGA 플랫폼 '래티스 넥서스 2(Lattice Nexus™ 2)'과 이 플랫폼 기반의 첫 번째 디바이스 제품군인 '래티스 서투스-N2(Lattice Certus™-N2)'를 출시했다.

이외 고객의 선택 폭을 넓히기 위해 '래티스 아방트 30(Lattice Avant™ 30)' 및 '아방트 50(Lattice Avant™ 50)' 중간급 FPGA 디바이스도 새롭게 선보였다.

FPGA는 프로그래밍 가능한 논리 칩으로, 사용자가 설계한 대로 기능을 변경할 수 있는 장치다. 일반적으로 고정된 기능을 수행하는 전용 칩과 달리, FPGA는 사용자가 원하는 기능에 따라 재구성이 가능해 다양한 응용 분야에서 활용된다. 특히, 전력 효율성과 유연성이 중요한 IoT(사물인터넷), AI(인공지능), 데이터 센터, 자동차, 통신 등 다양한 산업 분야에서 중요한 역할을 한다.

래티스 넥서스 2는 TSMC의 16나노(㎚) FinFET 공정을 기반으로 개발됐다. 이 제품은 ▲최대 3배 낮은 전력 소비 ▲10배 향상된 에너지 효율 ▲3.2배 더 빠른 MIPI 속도 등으로 전력 효율성과 성능에서 동급 제품 대비 차별화된 경쟁력을 자랑한다. 또한, 256비트 AES-GCM 암호화와 FIPS 140-3 레벨 2 표준을 준수하는 보안 기능으로 안전성을 높였으며, 다양한 에지 애플리케이션을 지원한다.

이날 열린 기자간담회 발표를 맡은 래티스 이기훈 부장은 "래티스 넥서스 2는 기존 넥서스 제품군의 강점을 기반으로 고객의 피드백을 반영해 개발됐다"라며 "소형 폼팩터, 저전력 소비, 높은 보안성을 바탕으로 다양한 산업군에 최적의 솔루션을 제공할 것”이라고 말했다.

그는 이어 "아방트 30과 아방트 50은 기존 아방트 70 제품의 성공을 이어받아 고객의 필요에 맞춘 용량 옵션을 확장한 제품"이라고 소개했다.

래티스는 소프트웨어 툴도 대폭 강화했다. 래티스 라디언트(Lattice Radiant™)와 래티스 프로펠(Lattice Propel™)은 RISC-V 지원, 전력 계산, 디버그 기능 등이 추가돼 설계 편의성을 높였다. 이와 함께 AI, 임베디드 비전, 공장 자동화, 자동차 설계를 지원하는 솔루션 스택을 통해 고객이 신제품 출시 기간을 단축할 수 있도록 돕고 있다.

트럼프 리스크 해소 급한데 멈춰선 국회…'반도체 특별법' 시간표는

트럼프 전 미국 대통령의 재당선 이후 반도체 시장에 미칠 리스크가 커지고 있는 가운데, 이를 조금이라도 상쇄할 수 있을 것으로 기대를 모았던 '반도체 특별법' 도입이 사실상 내년으로 밀렸다. 국내 반도체 업계는 글로벌 시장의 불확실성이 가중되는 상황에서 법안 통과가 지연에 우려를 표하고 있다.

12일 업계에 따르면, 트럼프 전 대통령은 지난 임기 동안 '미국 우선주의'를 내세우며 보호무역 정책과 대중국 강경 노선을 펼쳤다. 이에 따라 반도체 산업은 첨단 기술 패권 경쟁의 중심으로 떠오르며 미국과 중국 간의 갈등이 고조됐다. 트럼프 전 대통령의 재당선이 확정되면서 미국이 다시금 반도체 공급망을 자국 중심으로 재편할 가능성이 높아졌다.

미국은 이미 자국 내 반도체 제조를 강화하기 위해 2022년 '반도체법(CHIPS Act)'을 제정, 대규모 보조금을 투입하며 한국을 포함한 글로벌 반도체 기업들에게 현지 공장 설립을 요구해 왔다. 그러나 트럼프 행정부의 복귀는 이와 같은 정책 기조를 약화하고, 대신 보호무역주의와 대중국 제재를 강화할 가능성이 높다.

실제로 트럼프 전 대통령은 대규모 보조금 정책에 대해 회의적인 입장을 보였다. 그는 대규모 정부 지출이 "불필요한 낭비"라며, 시장 원리에 맡겨야 한다는 견해를 밝혀왔다. 대신, 그는 중국과의 기술 패권 경쟁에서 미국 기업들이 유리한 위치를 차지할 수 있도록 외교적 압박과 무역 제재를 강화하는 데 초점을 맞춘 바 있다.

미국 내 이미 투자를 단행하고 있는 반도체 업계 입장으로서는 당연한 리스크다. 국내에서 추진 중인 '반도체 특별법'은 이러한 글로벌 리스크에 대응하기 위한 정부의 주요 대책으로 꼽힌다.

반도체 기업에 대한 직접 보조금 지원, 연구개발(R&D) 투자 세액공제 확대, 인력 양성을 위한 지원책 마련, 그리고 주 52시간 근로 시간 규제의 적용 제외 등을 주요 내용으로 삼고 있다. 국내 반도체 기업들이 미국의 현지 공장 설립 요구에 따른 투자 부담을 완화하고, 중국과의 관계에서 입지를 강화하는 데 기여할 것으로 기대됐다.

그러나 반도체 특별법은 국회 소관 상임위원회에 계류된 채 진전을 보지 못하고 있다. 이는 최근 계엄령 선포와 여야 간의 극한 대립으로 인해 국회가 사실상 마비 상태에 빠진 결과다.

"AI⋅전력반도체 M&A 태풍의 눈…중소형 팹리스 부상"

"AI와 전력 반도체 중심의 M&A가 글로벌 반도체 생태계에서 주요 트렌드로 자리 잡고 있습니다. 국내 중소형 반도체 기업들도 이러한 흐름 속에서 주목받고 있습니다."

홍승환 삼일PwC 파트너는 11일 경기도 성남 판교 그래비티호텔에서 열린 '팹리스의 날' 행사에서 반도체 M&A 시장 동향과 주요 사례를 발표하며 이같이 말했다.

홍 파트너는 "최근 반도체 M&A는 단순히 밸류체인 내 점유율을 끌어올리는 것을 넘어 설계와 전력 반도체, AI 반도체 같은 핵심 영역에 대한 기술력을 빠르게 확보하려는 경향을 보이고 있다"며, "북미를 중심으로 2023년 대비 2024년 M&A 거래 건수와 규모가 각각 30~40% 증가하며 회복세를 보이고 있다"고 분석했다.

글로벌 시장에서는 엔비디아와 인피니언 등이 대규모 인수합병으로 경쟁력을 강화하고 있다. 특히 엔비디아는 최근 AI 반도체와 관련된 다수의 전략적 M&A를 추진하며 기술 역량을 넓히고 있다. 국내에서는 SK하이닉스가 시스템 반도체 강화를 위해 키파운드리를 5700억 원에 인수한 사례가 대표적이다.

홍 파트너는 "국내 반도체 기업들은 설계, 후공정 테스트 같은 취약 분야를 보완하기 위해 M&A를 적극 활용하고 있다"며, "두산그룹이 반도체 테스트 전문 기업 테스나와 NGO를 인수하며 새로운 성장 동력을 마련한 것도 좋은 사례"라고 덧붙였다.

국내 중소형 반도체 기업들도 창업자의 은퇴나 세대 교체로 인해 매물로 나오는 사례가 증가하고 있다. 그는 "70~80억원대 매출과 20억원대 영업이익을 올리는 강소기업들이 글로벌 시장에서 기술력으로 주목받고 있다"며, "중소기업 간 M&A나 펀드와의 연계로 생태계를 강화하는 흐름이 뚜렷하다"고 설명했다.

특히 펀드가 보유한 반도체 테스트 및 소모품 기업들이 매물로 나와 있으며, AI와 전력 반도체 중심으로 국내외 투자자들이 높은 관심을 보이고 있다. 홍 파트너는 "전력 반도체 분야는 최근 몇 년간 공격적인 투자가 이어졌고, AI 반도체는 여전히 성장 가능성이 높은 시장"이라며, "이들 분야에서 M&A가 활발히 이뤄질 것"이라고 전망했다.

유리기판 양산 난제는 싱귤레이션…협력사 확보 분주

차세대 반도체 기판으로 주목받아 온 유리기판의 생태계가 차츰 꾸려지는 모양새다. 국내외 반도체 업계의 관련 투자가 내년을 기점으로 시작될 것으로 점쳐지면서, 이를 안정적으로 생산하기 위한 장비사들을 확보하기 위한 경쟁도 일어나고 있다. 특히 유리관통전극(TGV) 공정과 유리를 자르는 싱귤레이션(Singulation, 절단) 공정에 대한 니즈가 크게 높아지고 있다.

12일 업계에 따르면 인텔은 최근 유리기판 제조를 위한 파일럿 라인 구축에 나서고 있다. 이를 위해 국내외 주요 협력사들에 소재·장비를 발주했다. 해당 라인은 당장의 상업화를 고려하기 보다 연구개발(R&D) 등 기술 역량 축적에 초점이 맞춰져 있는 것으로 알려졌다.

유리기판의 토대가 되는 유리 패널(Glass Panel, Bare Glass)을 생산하는 독일 쇼트, 미국 코닝도 관련 사업화에 속도를 내고 있다. 이를 위해 2.5차원(2.5D) 패키징 등에 사용하는 플립칩볼그리드어레이(FC-BGA) 수준의 열팽창계수를 맞추거나 실리콘에 해당하는 특성으로 맞추는 등 여러 가능성을 두고 이를 개발하고 있는 상황이다.

관련 사업 진출을 노리는 삼성전기도 파일럿 라인 구축 및 가동을 서두르고 있다. 유리기판 제조의 기반을 확보해 삼성전자 파운드리 등과의 연계 등을 고려한 선택이다. 이를 위해 국내 기업 켐트로닉스, 독일 LPKF 등을 유리관통전극(TGV) 공정 장비 협력사로 확보하기도 했다.

SKC와 어플라이드 머티어리얼즈가 미국에서 합작한 유리기판 제조사인 앱솔릭스는 소규모 생산라인을 구축하고 양산성 개선·상업성 확보를 위한 검토를 진행 중이다. 이는 유리기판 시장 진출을 노리는 기업 중 가장 빠른 수준으로, 내년 상업성 확보 등이 완료될 경우 양산라인 투자를 위한 절차까지도 밟을 전망이다.

이밖에 LG이노텍, 일본 신코·이비덴·다이닛폰프린팅(DNP), 대만 유니마이크론 등이 유리기판 상용화를 위한 가능성을 검토하고 있다.