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세미콘, 솔라콘을 통해 본 반도체와 태양광 장비 산업의 나아갈 길

국내 최대 규모 반도체장비전시회인 ‘세미콘코리아2009’가 지난 1월 20일-22일 세계반도체장비재료협회(semi.org) 주최로 서울 삼성동 코엑스에서 개최됐다. 이번 행사에서는 특히 국내 최초로 태양광 전문전시회인 ‘솔라콘코리아2009’를 동시개최하여 최근 부각되고 있는 신재생에너지 관련 기술을 살펴볼 수 있었다.

올해로 22회를 맞이하는 SEMICON Korea는 1987년부터 지난 30여년간 지속적인 한국 반도체 산업의 성장과 함께 하고 있다. 반도체 생산공정에 사용되는 최신 장비, 재료 및 FPD관련 서비스를 소개하는 국내에서 가장 권위 있는 행사이다. 매년 성장을 거듭하여 국내 반도체 장비 재료 산업의 발전과 해외 진출을 지원하며, 디스플레이, MEMS, NANO 등의 미세 전자 산업과 최근 각광받고 있는 태양광 산업의 새로운 기회도 창출하고 있다.

전세계 16개국, 450 여 개의 기업에서 출품하여 약 1,700여 부스 (동시 개최 SOLARCON Korea 2009, DSSL2009 포함)의 산업 전시회 및 기술, 학술, 산업 세미나로 진행되었다. FPD(평판 파넬 디스플레이), 300mm관련 제품, 초미세 공정 기술(Nano Technology)등 최첨단 기술이 선을 보이는 이번 전시회는 반도체 제품사, 장비사, 재료사 및 연구기관에 이르기까지 모든 관련 기업, 기관들이 한자리에 만나서 정보를 나누고 함께 발전할 수 있는 좋은 장이 마련된 것이다.

반도체 부품업체 중에서 산업IT 관련 업체로는 로크웰 오토메이션을 비롯하여 다나허 모션, 보쉬 렉스로스 등이 초정밀 반도체 제어 및 네트워크 장비, 모션 장비들을 출품하였으며, 반도체 제조 장비의 정밀 모션 제어에 필수적인 모터 드라이브 국산화 개발업체인 파스텍은 이지서보 및 이지스텝 시리즈에 대한 생생한 데모를 선보였다. 또한 오토닉스, 한국요꼬가와전기, 하이윈코리아, 파커 코리아 등도 다양한 반도체 장비용 정밀 제어기 및 모션 시스템들을 선보였다.

이와 더불어, 반도체 공정기술 심포지움인 STS(SEMI Technology Symposium)와 함께, 올해는 반도체 시장동향, 제조 기술 및 Market Brief Seminar 등 다양한 부대 프로그램이 이어졌다.

일본, 미국에 이어 한국 부상, 대만 하락

올해 반도체 시장은 전반적인 하락세로 이어질 전망이다. 이에 반도체 장비분야에 있어서도 80~120억 달러의 손실이 발생할 것으로 예측된다. 세미콘코리아 2009 행사를 위해 내한한 스탠리 마이어 국제반도체장비협회(SEMI) 회장은 올해 반도체 시장이 글로벌 위기에 따른 영향으로 두 자릿수 하락이 불가피 하다고 말했다. 또한 “올해 반도체 시장 전망은 예년에 비해 예측이 어려운 시기이다. 애널리스트와 업계에서도 엇갈린 반응을 보이고 있는 상황이다.”며, 급변하는 국제 경제 상황에 신경을 쓰는 분위기였다.

각 국가별 반도체 장비 시장 점유율을 보면 일본이 24%로 가장 큰 비중을 보였고 한국과 대만은 17%로 미국에 이어 세번째를 기록하고 있다. 그러나 한국은 비교적 안정적인 시장점유율을 보이는데 반해, 대만은 지난해보다 25% 하락한 수치를 보이고 있다고 밝혔다. 마이어 회장은 “대만 메모리 반도체 회사들이 지난해 감산 폭이 커짐에 따라 세계 경쟁력 확보에도 어려움을 겪고 있다.”고 밝히고, “반면에 한국은 300mm 팹 생산능력을 확보함에 따라 메모리 시장에서 지속적인 강세를 보일 것으로 보인다.”고 전망했다.

전시회가 끝난 1월 23일에는 그 동안 자금확보의 어려움으로 독일 주정부 등으로부터 자금지원을 받아왔던 세계 5위의 독일 D램 업체 키몬다의 파산소식이 날아들었다. 이는 국내의 삼성전자와 하이닉스에게는 플러스로 작용하고 있다. 반도체 시장의 치킨게임이 막바지로 치닫고 있다는 전망이 나오면서 반도체 관련주들이 일제히 강세를 보이고 있다.

그러나, 새로운 반도체 산업의 재편이 조용히 추진되고 있어 주목된다. 김용태 한국반도체산업표준협의회 회장은 지난해말 한 언론사 기고문에서 미국 인텔, 한국 삼성전자, 대만 TSMC가 세계 반도체 시장을 3등분하여 지배하기 위해 각사의 머리글자를 딴 IST컨소시엄을 결성했다고 밝혔다. 이 컨소시엄에서는 “현재 사용하는 300mm 웨이퍼 대신 450mm 웨이퍼를 사용하고, 이에 필요한 장비ㆍ재료ㆍ공장자동화를 시험할 450mm 테스트 라인을 2015년까지 구축하며, 2012년부터는 파일럿 생산을 시작키로 했다. 450mm 선행 양산을 통해 IST 삼국이 반도체 천하를 3분한다.”는 것이다.

450mm 웨이퍼 시장 재편을 준비할 때

450mm 웨이퍼 전환의 기술적 어려움은 어느 정도일까. 직경 450mm의 실리콘 단결정 잉곳을 어떻게 성장시킬 것인가. 직경 1mm 남짓한 실리콘 종자 단결정에 직경 450mm, 길이 2m 이상의 단결정 잉곳이 매달려 성장되면 그 무게는 1t이 넘는다. 이처럼 웨이퍼에서부터 소자제조 공정에 이르는 일련의 장비와 생산라인 구축을 위해 신기술이 개발돼야 하고, 수십조원의 연구개발과 설비자금이 소요될 것이다. 마치 대규모 토목사업을 통해 투자와 생산, 소비의 경제 활성화를 도모하듯, 450mm 전환은 IT분야는 물론 관련산업에 큰 경제파급 효과를 가져올 것이다.

미국 뉴욕주는 IT를 주력산업으로 육성하기 위해 미국반도체협회(SEMATECH) 주관의 450mm 테스트 라인 구축에 8억달러를 투자하겠다고 올 10월 초 금융위기 소용돌이 속에서도 약속했다. 한국과 대만도 올초 미국반도체협회로부터 비슷한 제의를 받았다. 대만정부는 뉴욕주 투자발표에 앞서 올초 뉴욕주와 비슷한 규모의 투자의향을 공개적으로 선언했지만, 정부와 TSMC간의 투자지분에 대한 의견차이로 지연되고 있는 것으로 알려졌다. 한국은 현재 450mm에 대한 경제성평가와 함께 태스크포스팀을 가동해 대응 전략을 모색하고 있고, 지난 10월말 한국반도체산업 표준협의회를 출범시켜 450mm에 대비한 국제표준 개발을 준비하고 있다. 또 2007년 11월부터 반도체장비 상용화사업단을 구성해 2009년부터 450mm 장비개발을 추진할 계획이다.

미국은 450mm 웨이퍼의 국제표준부터 웨이퍼 이송 및 자동화, 장비 각 부문에 관한 표준화작업을 진행중이다. 2012년까지 450mm 장비 성능 테스트를 완료한다는 계획이다. 이대로 가면 450mm에서도 미국이 주도적 역할을 하게 될 것이다. 일본도 그냥 두고 보지만은 않을 것이다. 일본은 이미 5년전 400mm 웨이퍼의 선행 연구결과를 가지고 있다. 현재 일본은 2개 이상의 웨이퍼 제조사가 450mm 단결정 잉곳성장 및 웨이퍼 제조기술을 가지고 있고, 미국에 연구용으로 제공하고 있다. 또 세계 300mm 반도체 장비시장에서 36%를 일본이 차지하고 있다. 일본 도시바가 450mm 참여를 선언할 경우 IST 삼국지 판도는 ISTT 4강 체제로 변화를 가져올 것이다.

김용태 회장은 “엄청난 투자비를 요하는 450mm 전환을 계기로 세계 반도체시장은 많아봐야 5~6개 기업이 지배하는 구조로 바뀔 것이다. 이런 시기에 450mm 장비재료 업체 없이 국내 소자 업체만으로 과연 반도체 강국으로 갈 수 있을까. 국내 소자업체 1개사가 세계 메모리시장 점유율 43.1%를 기록하는 현 수준을 유지할 수 있을까.”라며 장비 재료 업체에 대한 지원이 필요한 시점이라고 강조했다.

잘못하면 오히려 국내 반도체 산업계에 치명타를 입힐 수 도 있다고 우려했다.

떠오르는 태양광 시장 전망

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올해 처음 개최된 솔라콘코리아 행사에는 21일 세계적인 태양광 연구기관인 독일 브라운호퍼연구소장인 에릭케 웨버(Ericke R. Weber) 박사가 ‘미래 태양광 기술 전망’이란 주제로 기조 강연을 가졌다. 200여명이 참석한 이날 기조강연에서 에릭케 웨버 박사는 “태양광은 지구촌 에너지 문제를 해결하는 유일한 솔루션으로 2010년부터 32% 이상 고속 성장이 이뤄질 것이다.”고 전망했다.

삼성경제연구소 조용권 박사는 PV 포럼에서 “태양광 발전은 MWh당 265유로의 비용이 들어 발전 에너지 발전 설비중에서 가장 경제성이 취약한 실정이다.”고 말하고, “그러나 태양광 발전시장은 저탄소 녹색성장의 장기적인 관점으로 접근한다면 향후 거대 시장으로 성장할 것이다.”고 전망했다.

독일의 태양광 전문 리서치업체인 포톤컨설팅에 따르면, 지난해 세계에서 가장 큰 태양광에너지 시장은 독일(설치용량 1.3GW, 79억달러)이었으며, 이어 스페인(475MW, 34억달러), 캘리포니아를 중심으로 한 북미지역(285MW, 21억달러), 일본(240MW 14억달러), 이탈리아(90MW, 7억5000만달러) 등이었으며, 한국은 5억달러로 세계 6번째로 큰 시장이다.

오는 2010년에는 역시 독일(6.5GW, 300억달러)이 세계 시장의 28%를 차지하며 가장 큰 시장을 형성할 것이며, 북미(4.78GW, 269억달러), 스페인(2.4GW, 150억달러), 이탈리아(1.5GW, 100억달러), 일본(1.6GW, 73억달러), 프랑스(725MW, 52억달러)에 이어 한국(800MW, 51억달러)이 전체 시장의 약 4%를 차지하며 세계 7번째로 큰 시장이 될 전망이다.

국내 태양광발전 시장이 3년만에 10배 이상 성장할 것으로 전망되고 있는 것이다. 그만큼 국내의 시장전망은 밝은 편이다. 포톤은 또한 한국의 태양광발전 설치용량은 지난해 60메가와트(MW)에서 올해 155MW, 2009년 415MW에 이어 2010년에는 800MW에 달해 2007년부터 2010년까지 연평균 137%의 높은 성장세를 나타낼 것으로 예상됐다. 이에 따라 2010년까지 국내 누적 태양광발전 설치용량은 1.5기가와트(GW)에 달할 전망이다. 이는 국내 최대 태양광발전소라고 하는 경북 밀양의 3MW 삼랑진 태양광발전소나 얼마전 완공된 고창 3MW 태양광발전소 등 3MW 태양광발전소 500개에 해당하는 설치용량으로, 약 100만 가구에 전기를 공급할 수 있는 용량이다.

이같은 폭발적 태양광발전 성장세와 함께 국내 폴리실리콘, 웨이퍼, 태양전지 및 모듈, 발전시스템, 설치, 발전 등 태양광에너지 관련 시장규모도 지난해 약 4억9200만달러(약 5000억원) 규모에서 오는 2010년 51억달러(약 5조3000억원)로 10배 이상 급성장할 것으로 포톤컨설팅은 예측했다. 이는 세계 태양광에너지 시장규모가 2007년 264억달러(약 27조원, 설치용량 3.9GW)에서 오는 2010년 1328억달러(약 135조원, 설치용량 23.3GW)로 5배 성장하는 것보다 배 이상 높은 성장률인 셈이다.

아이씨엔 매거진 2009년 02월호

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