5G, 자율주행, 데이터센터가 반도체 시장 이끌 것
[테크월드=김경한 기자] 글로벌 시장조사기관인 IHS 마킷은 2019년 글로벌 반도체 시장이 12.8% 감소했으며, 2020년에는 5.9% 상승할 것으로 내다봤다. 5G의 구축이 무선통신 산업에 새로운 성장기회를 제공할 뿐만 아니라 무선통신 기술이 세계 기업과 경제에 주는 더 많은 혜택 덕분에 회복이 촉진될 것으로 분석했다.
2020년은 5G와 더불어 자율주행차, 인공지능(AI) 기술의 발달이 반도체 시장을 이끌 것으로 보인다. 자율주행과 관련해 수많은 반도체가 탑재되면서 AI 반도체와 저전력 반도체가 부각되며, 인간의 뇌를 모방한 뉴로모픽 반도체도 주목받을 것으로 전망된다.
2019년에는 반도체 업계의 인수합병이 많았다. 치열한 경쟁 속에 되도록 빠른 시간 내에 최신 기술을 습득하려다 보니 이런 현상이 많아지는 것으로 보인다. 이는 2020년에도 여전히 현재진행형으로 지속될 것으로 예측된다.
자율주행과 차량 전동화로 확산되는 AI와 저전력 반도체
자율주행 시대가 되면 차량 한 대당 집적되는 반도체 수는 수천 개가 될 것이다. 미래차는 도로를 주행하는 것뿐만 아니라, 디스플레이와 5G 등의 융합으로 인포테인먼트 기능도 성장할 것으로 기대된다.
이에 따라 자율주행차가 등장하면서 자동차 업계는 인공지능(AI)와 소프트웨어가 그 어느 때보다 중요해질 것이다. 완성차 업체가 소프트웨어 기업으로 서서히 변모할 것으로 예상되며, 경계가 무너지면서 인텔과 삼성전자와 반도체 업체들이 적극적으로 자동차 시장에 뛰어들고 있다. 인텔은 자율주행 운전자 보조 시스템 기술을 가진 모빌아이를, 삼성전자는 전장 제품 업체 하만을 인수했다.
AI 분야에서는 기존 완성차 업체들이 끊임없이 자율주행과 관련된 센서와 부품 업체를 인수하고 있다. GM은 라이다 기술을 구현하는 스트로브, 도요타의 부품 공급 업체인 덴소는 레이더 시스템 제작업체인 후지스텐을 인수했다.
차량 내에 각종 센서와 반도체 칩이 탑재되면서 저전력 반도체의 중요성이 나날이 높아지고 있다. 저전력 반도체 소재로는 SiC(실리콘카바이드), GaN(갈륨나이트라이드)의 개발이 활발하다. 하지만 이런 저전력 반도체 기술은 오랜 개발 기간이 필요하기 때문에 기존 차량용 반도체의 강세가 예상된다.
AI 반도체, 뉴로모픽 반도체 기술 주목해야
사물인터넷(IoT), 자율주행차, 데이터센터 등 AI를 활용한 산업이 급성장하면서 AI 반도체가 새로운 기회 요소로 각광받을 것으로 보인다.
이에 주목한 정부는 AI 반도체의 경쟁력 1위를 목표로 하는 ‘AI 국가전략’을 지난 12월 17일 발표했다. 정부는 2020년부터 본격적으로 AI 반도체 거점을 확보해 나갈 방침이다. 2020년부터 2024년까지 총 사업비 3939억 원을 들여 지역 산업과 AI 융합의 거점으로 광주 AI 집적단지를 조성하고, 지역별로 AI 혁신 클러스터 확산을 위해 2020년 전국 단위의 AI 거점화 전략도 수립한다.
이와 함께 규제 패러다임을 전면적으로 전환해 AI 산업의 육성에 힘을 보탤 계획이다. 데이터의 안전한 활용을 위한 데이터 3법을 개정하고, 선허용-후규제의 기본 방향 하에 AI 분야에서 ‘포괄적 네거티브 규제 로드맵’을 수립한다. 정부는 실질적인 수요처 확보를 위해 국민의 체감도가 높은 공공 서비스부터 AI를 선제적으로 도입한다.
AI 반도체 분야에서는 인간이 뇌를 모방한 뉴로모픽 반도체의 개발이 본격화할 것으로 보인다. 삼성전자는 2030년까지 NPU 분야 인력을 2000명으로 확대할 예정이며, 신경망처리장치인 NPU 개발 기술을 향후 사람 두뇌 수준의 정보처리를 하는 뉴로모픽 반도체로까지 확대한다는 장기 비전을 갖고 있다.
치열한 경쟁이 예상되는 가운데 반도체 업체들이 AI 반도체 업체 인수를 활발히 진행하고 있다. 인텔은 이스라엘의 AI 반도체 스타트업인 하바나랩스를 20억 달러에 인수했으며, 엔비디아는 이스라엘의 반도체 업체인 멜라녹스 테크놀로지스를 인수했다. 삼성전자도 향후 AI 반도체 업체 인수 가능성을 시사해, 2020년에는 AI 반도체 기술력 선점을 위한 인수합병 경쟁이 치열해질 것으로 예상된다.
스마트폰과 커넥티드 카로 성장하는 이미지 센서 시장
세상이 온통 스마트화되면서 사람의 눈 역할을 하는 이미지 센서의 역할은 그 어느 때보다 중요해지고 있다. 2019년 반도체 산업이 전반적으로 침체기를 겪었지만, 이미지 센서 산업만은 고성장세를 이어갔다.
스마트폰의 카메라 기능이 강화되면서 이미지 센서 시장의 경쟁은 계속될 것으로 보인다. 소니는 도시바에 CIS 사업을 인수한 후 이미지 센서 시장에서 압도적인 시장점유율을 유지하고 있다. 2018년 기준으로 소니는 절반 가까운 점유율을 보였으며, 삼성전자는 19.5%로 그 다음을 이었다.
모든 것과 연결되는 커넥티드 카로의 전환은 차량 내에 카메라 수를 확대하는 계기가 되고 있다. 후방, 전방, 사이드 미러 등 안전운전을 지원하기 위해 차량용 이미지 센서 시장은 급성장할 것이다. 미국 교통부 도로교통 안전국이 2018년 5월부터 생산된 자동차에 후방 카메라 장착을 의무화하면서 이 시장은 더욱 커지고 있다. 레벨4로 향해가는 자율주행차의 기술발달도 차량용 이미지 센서의 증가를 견인하고 있다.
하지만 국내 이미지 센서 시장은 기술력과 생산력 측면에서 일본과 같은 해외 기업에 밀리고 있다. 이에 가격경쟁력이나 적용범위 확대를 통해 새로운 돌파구를 찾아야 할 것으로 보인다.
데이터센터 시장 활성화로 가속페달 밟는 서버용 반도체
데이터센터에 들어가는 메모리 반도체는 2018년에 이 부분에 대한 수요가 급증하면서, 공급과잉으로 가격이 폭락했다. 하지만 2019년 말에 재고량이 정상화되고 2020년에는 DRAM이 재고가 부족해질 것으로 보인다. 기존 업체들이 메모리 반도체에 대한 투자와 생산량을 줄이면서 공급량 해결이 쉽지 않을 전망이다.
또한 2020년에는 각국이 5G를 상용화하고 디즈니와 애플이 OTT 시장에 진출하면서 서버 시장이 커질 것이란 분석도 나오고 있다.
인텔과 AMD는 점점 커지는 데이터센터 시장을 잡기 위해 서버용 반도체를 속속 내놓고 있다. 인텔은 고속 비휘발성 메모리인 옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리를, AMD는 저가격과 고성능을 갖춘 서버용 CPU인 에픽 2세대 제품을 공개했다. 삼성전자는 AMD와 서버용 프로세서와 메모리, 스토리지 분야에서 협업 중이며, SK하이닉스도 AMD와 서버용 메모리 모듈 개발에 협력하고 있다.
대규모 데이터센터를 보유하고 있는 아마존과 같은 글로벌 기업들은 서버용 반도체를 자체 개발하고 있다. 이러한 움직임이 2020년 반도체 시장의 판도를 어떻게 바꿀지는 꼼꼼히 지켜봐야 할 것으로 보인다.
글로벌 5G 상용화로 계측기의 중요성 부각
계측기 시장은 2020년에 전 세계적으로 5G 상용화가 본격화되면서 신뢰성과 안전성 검증 차원에서 그 중요성이 더 크게 부각될 전망이다.
2020년에는 세계 여러 사업자들이 5G 상용화에 뛰어들면서 초기 배포에서 확인되는 문제점을 빠르게 해결해 나갈 것으로 보인다. 2세대 디바이스와 기지국이 시장에 등장하고 여러 표준이 발표되면서 5G가 자리잡게 될 것이다.
5G와 IoT를 통해 모든 것이 연결된 세계로의 전환은 성과, 신뢰성, 무결성 평가 방식에 변화를 가져올 것이다. 2020년에는 기계에 연결된 통신 장비의 센서의 잠재력이 실현되려면 시스템 수준에서의 새로운 테스트 방법이 필요하게 된다. 자동차를 예로 들면, 현재 레이더 안테나와 레이더 트랜스시버 모듈에 대한 다양한 테스트가 존재하나, 차량에 통합된 멀티 안테나 시스템을 테스트하기 위해 다른 테스트 접근법이 필요하다.
새로운 측정 영역의 중요성이 대두되면서 테스트 분야에서 다양한 변화가 예상된다. 설계, 시뮬레이션, OTA(Over-The-Air) 테스트를 위한 새로운 등급과 실험실은 핵심 엔지니어링과 커리큘럼으로 통합될 것이다. 하드웨어, 소프트웨어 보정에 관한 새로운 측정 과학이 개발되고, 여러 가지 테스트 도구와 사양이 등장할 것으로 전망된다.
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