본문내용
1. 반도체 개요
1.1. 반도체의 정의
전기가 반쯤 통하는 성질, 전기를 잘 통하지 않게 하는 이와 같은 것들을 부도체 또는 절연체라 하고, 전기를 잘 통하게 하는 양도체, 간단히 도체라고 한다. 그런데 이 세상에는 제작자의 의도에 의해 도체도 될 수 있고, 부도체도 될 수 있는 성질을 가진 것이 있는데 이것을 반도체라고 부른다. 반도체는 원하는 대로 저항의 크기를 조절하거나 빛을 내는 등 특별한 성능을 가질 수 있어, 전자 산업 발전의 핵심 역할을 하고 있다. 우리 주위의 모든 전자제품에는 반도체로 만든 조그마한 부품들이 들어 있으므로 우리는 반도체라는 물건에 둘러싸여 사는 셈이다. 반도체를 마법의 돌, 전자 산업의 꽃, 산업의 쌀, 20세기 최대의 발명품 등으로 부르는 것은 당연한 일이기도 하다.
1.2. 반도체의 특성
반도체는 대규모 투자비가 필요한 산업이다. 신제품이나 차세대 반도체 개발에 대규모의 연구개발자금이 필요하고 대량 생산체제를 갖추기 위해 대규모의 설비자금이 소요된다. 라인당 투자비를 보면 8인치 웨이퍼는 18억달러, 12인치 웨이퍼는 25억달러 수준이다.
반도체는 제품의 라이프 사이클이 짧고 투자위험이 높은 산업이다. 기술개발이 매우 빠르게 이루어지고 있어 제품이나 세대의 라이프 싸이클이 짧고, 연구개발 이후의 양산단계에 이르기까지 장시간이 소요된다.
반도체 산업은 투자의 시기가 중요한 산업이다. 라이프 사이클이 짧아 기술발전에 의한 CostDown이 빠르기 때문에 연구개발 및 설비투자가 적기에 이루어져야 한다.
마지막으로 반도체 산업은 산업연관 파급효과가 크다. 반도체 장비 및 재료산업, 전기전자, 기계, 자동차, 정밀의료기기 및 항공우주산업 등 전후방 관련산업의 발전에 큰 영향을 미치고 있다.
1.3. 반도체의 종류
반도체 물질에서 전기를 나르는 물질에는 전자와 홀(Hole: 구멍, 즉 전자가 빠진 자리라는 뜻) 이라는 것도 있다. 전자는 마이너스(Negative)전기를 가지고 있다. 전자가 많은 반도체를 N타입 반도체라 하고 홀이 많은 반도체를 P타입 반도체라고 한다. N타입이나 P타입 반도체는 반도체에 첨가하는 불순물의 종류에 따라 마음대로 만들 수 있고, 그 불순물의 양에 따라 전자나 홀의 수도 조절할 수 있다.
반도체는 여러 가지 특징을 가지고 있으므로 이것들을 이용하여 특별한 성능을 가진 부품을 만들 수 있다. 집적회로는 사진기술과 밀접히 연관 개인용 컴퓨터나 핸드폰처럼 제품을 소형으로 만들 수 있는 것은 바로 집적화 기술 덕분이다. 트랜지스터나 다이오드를 개별 소자라고 부르는 것에 비해 소자들을 모은 반도체를 집적회로라고 한다. 집적회로는 플래너(Planar) 기술이 개발된 이래 눈부시게 발전하였다. 플래너 기술이란 웨이퍼라고 하는 평평한 반도체판 표면에 트랜지스터 등의 소자를 새겨 넣는 것을 말한다. 이 집적회로 기술에는 사진 기술이 밀접하게 연관되어 있다. 인화지에 해당하는 웨이퍼위에 필름 역할을 하는 마스크를 놓고 빛 대신 자외선을 쬐어 아주 정밀하고 복잡한 회로를 새겨 넣는 것이다.
집적회로의 중요한 역할을 정보의 저장 또는 기억(Memory)과 연산(여러 가지 조건에 의한 계산)이다. 기억용량이 핵심인 메모리 IC에는 램(RAM)과 롬(ROM)이 있다. 집적회로의 연산 작용을 가장 잘 발휘하는 것이 마이크로프로세서(Microprocessor)인데, 컴퓨터의 두뇌인 중앙 처리장치 (CPU: Central Processing Unit)에 사용된다.
1.4. 반도체의 생산 과정
암석에 포함되어 있는 규소를 추출하여 순도가 높은 규소 결정의 덩어리를 만든다"이다. 이 규소 결정 덩어리를 얇게 잘라 규소 결정의 얇은 판(웨이퍼)을 만든다. 반도체 설계에 따른 회로도 사진을 전자빔이나 자외선을 사용하여 웨이퍼에 옮긴다. 염화물 혼합 기체, 불소, 아세트산 등을 이용하여 웨이퍼 표면을 회로선만 남기고 나머지 부분의 산화막을 벗긴다. 반도체의 특징을 가지도록 벗겨진 부분에 붕소(B)나 비소(AS)등의 불순물을 침투시킨다. 회로와 회로 사이를 연결하는 부분에 알루미늄(Al) 막을 입혀 전류가 흐를 수 있도록 도선을 만들어 준다. 웨이퍼를 절단하여 칩을 제작하고 앞으로 다리를 만들어 플라스틱 수지나 세라믹으로 밀봉한다."
2. 반도체 산업 분석
2.1. 반도체산업 구조
반도체산업 구조는 메모리 분야에서 세계적인 경쟁력을 보유하고 있으며 계속 성장 발전할 수 있는 확실한 토대를 갖추고 있다. 그러나 메모리 위주의 산업구조에 따른 수출구조의 불균형이 일어나고 있다. 메모리 대비 비메모리 비중이 약 85:15 수준으로, 반도체 생산의 약 90%를 수출하는 반면 비메모리 수요의 약 90%를 수입하고 있다. 이에 따라 국내 산업상의 위상은 생산 및 수출을 주도하고 있는 우리 경제의 핵심산업이지만 단일품목으로서는 DRAM 등 메모리반도체 부문에 집중되어 있는 특징을 보인다. 구체적으로 한국은 세계 3위의 반도체 생산국이자 세계 시장점유율 5.7%를 차지하고 있으며, DRAM 부문에서는 세계 시장의 41.5%를 점유하며 가장 경쟁력 있는 부문으로 발전하였다. 삼성전자와 하이닉스가 각각 DRAM 세계 시장의 27.0%, 14.5%를 점유하며 세계시장을 선도하고 있다. 그러나 비메모리 제품의 제품계열이 대단히 좁고 낙후된 제품만을 취급하고 있어 산업구조의 불균형이 심각한 문제점으로 지적되고 있다.
2.2. 반도체산업 현황
한국반도체산업은 생산규모면에서 미국, 일본에 이어 세계3위로 반도체 세계시장 점유율은 5.7%이다. 특히, DRAM부문에서는 세계시장의 41.5%를 점유함으로써 가장 경쟁력 있는 부문으로 발전하였다. 삼성전자는 DRAM반도체 세계시장의 27.0%, 하이닉스는 14.5%를 점유하여 세계시장을 선도해 가는 기업으로 성장하였다. 기술수준에 있어서도 64M DRAM을 세계 최초로 개발함으로써 미국 및 일본을 앞서기 시작했다. 또한, 국내적으로도 반도체산업은 가장 규모가 큰 산업으로 발전하여, 약 479조원으로서 제조업 총생산의 4.5%, 부가가치는 14조원 총제조업의 7.2%를 차지하고 있으며, 수출은 260억불 규모로 총수출의 15.1%을 점유하고 있다. 다만, 이러한 외형적인 성장과는 달리 우리 나라의 반도체산업은 전체생산의 87%를 메모리반도체가 차지하고 있고, 그 대부분이 D램과 같은 범용메모리로 구성되어 있어 가격하락 등 외부변화에 영향을 크게 받는 취약한 생산구조를 갖고 있으며, ASIC, 시스템IC등 고부부가가치 비메모리 반도체 설계기술과 장비·재료의 개발을 위한 원천기술은 미국·일본 등 선진국에 비하여 크게 뒤져있는 실정이다.
2.3. 반도체산업의 문제점
한국의 반도체산업은 DRAM 분야에 있어서 세계 제1의 생산국이지만, 그 외 비메모리 분야는 전세계 반도체 시장에서 겨우 1.5%의 매우 낮은 시장점유율을 보이고 있다. 이처럼 반도체산업의 문제점은 DRAM 편중 현상에 있다고 볼 수 있다.
DRAM의 이상편중 현상의 가장 큰 원인은 문화적인 요인이다. DRAM은 동일요소의 거의 단순반복인 데 비해, MPU는 집적도가 낮아도 소프트웨어 엔지니어링 등의 광범위한 사고와 고도의 창의적 사고를 요구한다. 반면 한국 기업들은 문화적으로 창의적 사고보다는 단순반복적 작업을 선호하는 경향이 있었기 때문에, 메모리 반도체에만 매몰되어 있었다고 볼 수 있다.
전략적 위협 측면에서도 한국의 반도체산업은 매우 취약하다. 공급자인 장비와 재료 산업은 미국과 일본에 대한 의존도가 90%를 넘고 있으며, 구매자인 미국 시장에 대한 의존도도 80%에 달하고 있다. 따라서 이들 선진국의 통상압력이나 지적소유권 문제에 언제든지 영향을 받을 수밖에 없는 상황이다.
또한 지적 소유권과 관련하여, 전체 매출액의 7.5%를 TI 등 미국 기업들에게 특허료로 지불하고 있는데, 제조업의 마진율이 대부분 10%를 넘지 못하므로 수출의 정당성이 의문시된다. 이에 따른 적자 수출의 만성화 위협이 항상 존재하고 있다.
이러한 근본적인 한계를 극복하기 위해서는 DRAM 편중 현상을 해소하고, 장비·부품 산업의 자립도를 제고하며, 지적소유권 문제를 해결하려는 정부 차원의 노력이 필요할 것으로 보인다.
2.4. 반도체산업의 육성정책
한국의 반도체산업은 '65년 미국의 Commy사가 합작투자를 통해 트랜지스터를 조립생산 하면서 시작되었으며, 1966년도에 외자도입법이 제정된 후에는 미국의 Fairchild, Motorola, Signetics 등이 한국에 투자함으로써 발전의 기반이 마련되었다. '70년대에는 국내기업이 반도체를 조립하기 시작하였으며, 관련연구소와 ...
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