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1. 지능형 반도체 산업 현황
1.1. 지능형 반도체의 개념
지능형 반도체(Intelligence Semiconductor)는 인공지능(AI) 알고리즘을 실행하기 위해 설계된 반도체로서, 인식, 추론, 학습, 판단 등의 인공지능 서비스에 최적화된 소프트웨어(SW)와 시스템 반도체(SoC)가 융합된 반도체이다. 이러한 지능형 반도체는 초저전압·고지능·초경량 설계, 개방형 플랫폼이 특징이며, 자율이동체, 지능형 헬스케어, 빅데이터 처리, 차세대 통신 서비스, 스마트 시티, 증강현실, 인간형 지능로봇, 신약개발, 에너지 등 사회, 경제, 국방 등 전 분야에 응용될 수 있다. 기존의 시스템 반도체가 입력된 순서대로 순차 처리하고 수치계산이나 프로그램 실행에 강점을 보였다면, 지능형 반도체는 인간을 능가하는 인식과 사고가 가능한 고도의 병렬 지능 컴퓨팅을 실행할 수 있는 것이 특징이다. 이처럼 지능형 반도체는 4차 산업혁명 시대에 필수적인 핵심 기술로 인공지능 서비스 구현을 위한 최적의 하드웨어 플랫폼이라 할 수 있다.
1.2. 반도체 산업의 패러다임 변화
반도체 산업의 패러다임은 정보통신 시대를 넘어 인공지능 컴퓨팅을 위한 지능형 반도체 시대로 급격하게 전환되고 있다.
지능형 반도체는 인공지능 기기에서 고도의 지능 컴퓨팅(Intelligent Computing)을 실현하는 인공지능 반도체 기술로서, 4차 산업혁명과 반도체 패러다임 전환의 핵심기술이다. 전세계 반도체 시장은 정보통신 시대를 지나 인공지능 컴퓨팅을 위한 지능형 반도체 시대로 급격한 패러다임 전환을 맞고 있다. 이를 위해, 국가별, 글로벌 기업별로 혁신적 반도체인 차세대 지능형 반도체의 자체 연구개발을 본격적으로 추진하고 있다.
이러한 반도체 산업의 패러다임 변화에 따라, 2000년대 휴대폰의 대중화와 더불어 발전한 컴포넌트 반도체는 2010년대 스마트폰 혁명에 의한 어플리케이션 프로세서 등의 시스템 반도체로 발전하였으며, 2020년 이후 4차 산업혁명과 인공지능 시대에서는 지능형 반도체가 주가 될 것으로 전망된다. 이러한 변화를 통해 반도체 산업은 정보통신 시대에서 인공지능 시대로 진화하고 있다고 볼 수 있다.
1.3. 지능형 반도체 산업 구조
지능형 반도체 산업 구조는 음성인식, 비전인식 등 특정 용도를 위한 개별 반도체, 모바일AP 등 통합 반도체, 디바이스 응용 등으로 구성된다""
개별 반도체 영역의 기존 반도체 업체 뿐만 아니라, 디바이스 벤더, SW/서비스 벤더 등이 시장 선점을 위해 적극 경쟁하고 있다""
반도체 업체는 CPU, GPU, FPGA 등 기반 기술을 지능형 반도체 분야로 확장하고 있으며, 현재의 반도체 기술 한계를 넘어서기 위해 뉴로모픽 분야 등에 적극 투자하고 있다""
디바이스 업체는 하드웨어 측면의 고객 접점을 최대한 확보하면서 연계 시장 진입을 모색하고 있다""
SW/서비스 업체는 서버 비용 감소 및 효율적 고객 서비스 제공 등을 위해 지능형 반도체를 도입하고 있으며, SW와 빅데이터 보유라는 강점으로 시장 확장에 나서고 있다""
1.4. 세계 시장규모 및 전망
세계적으로 지능형 반도체 시장은 '17년 12억 달러에서 '22년 약 158억 달러로 55% CAGR을 기록할 것으로 전망되며, 시스템 반도체 시장은 4.6% CAGR에 그칠 것으로 전망된다. 인공지능, 자율주행차, 사물인터넷 등 4차 산업혁명을 주도하는 산업이 발전하면서 이를 구현하기 위한 핵심 부품인 지능형 반도체 시장이 새로운 동력으로 성장할 것으로 기대된다.
연산 처리용 반도체 시장은 분류기관에 따라 차이가 있으나 '21년 기준 39억 달러에서 260억 달러 규모로 급성장할 것으로 전망되며, 뉴로모픽 반도체 시장도 '17년 12.3억 달러에서 '23년 42.1억 달러로 연평균 24.5% 증가할 것으로 예상된다.
산업별로는 스마트폰 시장의 반도체 매출이 가장 크지만, 자동차 및 IoT 산업의 반도체 시장이 연평균 13.4%, 13.2%로 가장 높은 성장세를 보일 것으로 전망된다. 또한 인공지능 반도체가 데이터센터 중심에서 점차 엣지 디바이스로 시장 무게 중심이 이동될 것으로 보이며, 학습용에서 추론용 시장으로 비중이 변화될 전망이다.
1.5. 국내 시장규모 및 전망
국내 반도체 산업은 2017년 이후 메모리 가격의 상승에 힘입어 삼성전자가 세계 반도체 1위 기업을 차지하는 등 메모리반도체 시장의 강자로 군림하고 있다. 2017년 우리나라 기업의 메모리반도체 시장 점유율은 50% 이상(삼성전자 40%, SK하이닉스 20% 수준)이었으나, 2018년부터 메모리반도체 가격이 하락함에 따라 삼성전자는 인텔에 매출 1위를 내주는 등 다른 주요 반도체 업체들에 비해 우리나라 기업들의 매출액이 크게 감소하고 있다.
국내 반도체 산업은 삼성전자·SK하이닉스 등 세계 최고 수준의 미세화 기술을 보유한 메모리...
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