미래 ICT 산업의 중심이고, 향 후 계속적인 발전을 통해 인공지능반도체가 될 시스템반도체. 과연 우리는 이 시스템반도체에 대해 얼마나 이해하고 있을까? 전자공학을 전공한 석박사들도 시스템반도체를 제대로 이해하고 있는지 궁금하다.

매스컴 상에서의 국내 반도체산업은 메모리부분이 주를 이룬다. 아직까지도 한국 반도체 산업에서 D램이나 플래시와 같은 정보를 기억하는 장치인 메모리 분야는 삼성전자와 SK하이닉스가 전 세계 메모리 반도체 시장의 70%를 점유하고 있다. 그러다보니 일반인들은 우리나라가 반도체 강국이고 세계시장을 선도하고 있다고 믿고 있다.

그런데 세계 메모리 반도체 시장의 70%를 점유하고 있음에도 불구하고 최근 국내반도체관련 산업이 매우 어렵다고 한다. 과연 왜 그럴까? 이를 설명하기 위해서는 먼서 세계반도체 시장을 살펴보아야 한다.

반도체 시장은 3가지로 구분 할 수 있는데 첫 째, 우리가 알고 있는 반도체 즉, 메모리 이고, 두 번째는 세계 굴지의 업체들이 중점적으로 투자 개발하고 있는 시스템반도체, 또는 시스템IC(비메모리) 이다. 마지막으로 광개별소자 로 나눌 수 있다

위의 표에서 보는바와 같이 세계반도체 시장에서 차지하고 있는 메모리시장은 전체의 20%밖에 안 된다. 또한, 시간이 흐름에 따라 메모리시장의 규모는 점차 더 작아지리라 예측된다. 그 이유는 아주 간단하다. 시스템반도체(인공지능반도체)에는 메모리도 하나의 구성요소이기 때문이다.

여태까지 우리가 알고 있는 반도체산업은 오래 전 메모리 위주의 반도체산업인 것이다. 몇 년 전까지만 해도 우리의 반도체산업. 즉, 메모리 위주의 반도체산업으로 무리 없이 잘 버텨왔다. 하지만 최근 어려워진 이유는 메모리 위주의 반도체 산업이 기능을 갖춘 시스템반도체 산업으로 발전 되면서 치열하게 경쟁하고 있기 때문이다.

이러한 이유로 모든 기업들은 너도나도 미래 산업의 먹거리로 사물인터넷, 바이오, 자율형 자동차, 드론, 인공지능 관련 ICT 산업에 집중하여 위기극복을 하려한다.

그럼 미래 성장 동력인 시스템반도체 즉 인공지능반도체산업에서 살아남으려면 이에 맞는 새로운 산업 체계가 필요한데 우리는 어떠한가?

일단 구체적인 우리의 실태를 분석하는 것은 다음에 알아보기로 하고 먼저 하드웨어(Hardware)와 소프트웨어(Software) 에 대해서만 살펴보자. 우리는 메모리 위주의 반도체산업이 현재와 미래의 먹거리 산업인 시스템반도체산업인 줄 알고 오로지 소프트웨어 쪽만 초점을 맞추거나 소프트웨어는 등한시 하고 하드웨어의 성능만 높이는 쪽으로 치중된 정책과 전략을 세우는 것 같다.

그러나 보니 최고의 시스템반도체인 모바일 앱(응용프로그램) 프로세서(AP)를 채택한 샤오미폰은 삼성과 같은 AP를 쓰는데 갤럭시폰 보다 빠른 성능을 보이고 있다,

새로운 창의적인 소프트웨어가 구동되기 위해서는 이 에 맞는 하드웨어가 필요하다. 즉, 하드웨어와 소프트웨어는 하나이다. 생각을 해 봐라, 하드웨어 없이 소프트웨어가 있을 수 없으며 또한  최고의 성능을 가진 하드웨어에 몇 가지 기능만 갖춘 간단한 소프트웨어가 올라간다면 제대로 된 성능이 나올 수는 없다.

최상의 하드웨어 성능과 이에 맞는 최고의 기능과 성능을 가진 소프트웨어가 융합되어 질 때 최고의 성능이 나온다. (하드웨어 : 원래는 쇠붙이라는 뜻인데, 컴퓨터의 중앙처리장치(CPU: Central Processing Unit) ·기억장치(memory unit) ·입출력장치와 같은 전자 ·기계장치의 몸체 그 자체를 가리킬 때에 사용한다. / 소프트웨어 : 전자 ·기계장치를 활용하기 위한 각종 프로그램 체계(體系)를 소프트웨어라고 한다.)

따라서 하드웨어와 소프트웨어는 절대로 별개의 것으로 생각하면 안 된다. 그리고 말도 안 되지만 굳이 둘 중 어느 것이 더 우선인지 따지자면 당연히 하드웨어이다. 하드웨어 없인 소프트웨어를 사용 할 수 없기 때문이다. 아무리 좋은 소프트웨어도 거기에 맞는 하드웨어가 없으면 제대로 된 성능을 발휘 못 하는 이유이다.

일반적으로 알고 있는, SOC(Social Overhead Capital:사회간접자본)를 통해서도 쉽게 알 수 있다. 도로를 하드웨어라 하고 자동차와 경운기를 소프트웨어라고 하자. 8차선 고속도로 와 포장 안 된 좁은 시골 길, 그리고 고가의 스포츠카와 경운기 이를 조합해 보자.

4가지의 조합을 생각할 수 있는데 먼저 1번 조합은 8 차선 고속도로에 경운기가 달릴 때, 2번 조합은 포장 안 된 좁은 시골 길에 고가의 스포츠차가 달릴 때, 3번 조합은 8 차선 고속도로에 고가의 스포츠차가 달릴 때, 마지막 4번 조합은 포장 않 된 좁은 시골 길에 경운기가 달릴 때 의 조합으로 나눌 수 있다. 그럼 최고의 조합 즉 성능은 당연히 3번과 4번 조합이다.

더 중요한 것은 소프트웨어인 고가의 스포츠카와 경운기가 다닐 수 있는 하드웨어 즉 도로 없이는 무용지물인 것이다. 그런데 우리는 하드웨어와 소프트웨어를 별개의 것으로 생각하여 별개의 정책, 전략을 추진하는 것 같다.

이러다 보니 결과적으로 세계 메모리 반도체 시장의 70%를 점유하고 있음에도 불구하고 국내 반도체 관련 산업이 매우 심각하게 어렵다고 본다.

[상명대 특임교수 김정대]