[대한민국 희망프로젝트]<382>아날로그 반도체

‘스마트’라는 용어가 어색하지 않은 요즘입니다. 스마트폰과 스마트TV는 물론이고 스마트카·스마트 가전이란 용어까지 등장하고 있죠. 우리는 이미 스마트 시대에 살고 있는 셈입니다. 모든 정보기술(IT) 기기가 스마트화되면서 인간의 행동을 인지하고 모방하는 수준까지 발전하고 있죠. 흥미로운 사실은 스마트 기기의 인터페이스가 인간에 가까워질수록 아날로그 반도체 수요가 급증한다는 사실입니다.

아날로그 반도체는 자연과 기계를 잇는 가교 역할을 수행합니다. 스마트폰·태블릿PC·자동차 등 거의 모든 전자제품에 사용됩니다. 최근에는 전력관리에서부터 제어 반도체·조명 구동용 반도체·신재생 에너지 전력변환 반도체 등에 적용되면서 시장이 빠르게 성장하고 있습니다. 최근 삼성전자와 SK하이닉스가 메모리 중심의 사업 구조에서 벗어나 아날로그 반도체 등 시스템 반도체 시장에 진출하는 것도 이 때문입니다. 아날로그 반도체가 무엇이고, 기술 동향과 향후 시장 전망은 어떻게 바뀔지 알아볼까요.

Q:아날로그 반도체가 뭔가요?

A:아날로그 반도체는 자연계에 존재하는 빛·소리·압력·온도 등 다양한 아날로그 신호를 IT 기기가 인식할 수 있도록 증폭하고 디지털 신호로 전환하는 역할을 합니다. 반대로 디지털 신호를 사람이 인식할 수 있도록 아날로그 신호로 바꿔주는 것도 아날로그 반도체의 역할이죠.

Q:아날로그 반도체 시장 전망이 밝은 이유는 뭔가요?

A:역설적으로 세상이 디지털화될수록 아날로그 반도체 수요는 늘어날 수밖에 없습니다. 디지털 세상과 현실을 이어줄 인터페이스가 필요하기 때문이죠. 최신형 애플 아이폰에 들어가는 주요 칩 24개 중 15개 이상이 아날로그 반도체입니다. 터치와 음성인식, 동작인식 등 인간의 오감을 사용하는 기능이 늘어날수록 아날로그 반도체 수요는 계속 증가할 수밖에 없죠. 전력관리 기술로 에너지 사용 효율을 높이는 데도 아날로그 반도체가 쓰입니다. 전기차와 지능형 자동차 시장이 커지면 아날로그 반도체의 중요성은 더욱 커질 것으로 예상됩니다.

Q:아날로그 반도체 시장에서 우리나라는 어떤 위치를 차지하고 있습니까?

A:우리나라는 D램·낸드 플래시 등 메모리 시장에서 독보적인 위치를 차지하고 있습니다. 그러나 시스템반도체 시장에서는 존재감조차 미미한 실정입니다. 대규모 투자로 규모의 경제 효과가 중요한 메모리와 달리 아날로그 반도체는 다품종 소량 생산 방식으로 이뤄져 있습니다. 우리나라가 아날로그 반도체 시장에서 고전하는 이유죠. 기술력 있는 중소 팹리스 업체들이 늘어난다면 우리도 아날로그 반도체 시장에서 충분히 승부를 걸어볼 만합니다. 우리나라는 스마트폰뿐만 아니라 TV 등 세트 시장에서도 높은 점유율을 차지하고 있습니다. 아날로그 반도체는 세트 업체와 오랜 기간 지속적인 협력이 중요한 만큼 우리나라 반도체 기업이 경쟁력을 확보할 수 있습니다.

Q:아날로그 반도체 시장에서 우리나라가 경쟁력을 가지려면 어떻게 해야 할까요?

A:스마트폰 등 IT기기가 고가품과 저가품으로 극단적인 양극화를 보이고 있습니다. 아날로그 반도체 시장도 규모의 경제 효과를 확보한 선두 기업들이 우위를 선점하고 있습니다. 심지어 최근에는 아날로그 반도체 시장에서도 ‘승자 독식’ 현상이 심화되고 있죠. 2000년대 이후 한국 IT산업의 한 축을 형성했던 팹리스 업체들은 영세한 사업 구조, 취약한 기술 경쟁력, 중국·대만 업체와의 경쟁 심화로 스마트 시대에 적절히 대응하지 못하는 실정입니다. 우리나라가 아날로그 반도체 시장에서 경쟁력을 확보하려면 우수 인력을 양성하고 기술력을 더욱 강화해야 할 것으로 보입니다. 글로벌 기업과 경쟁하기 위해서는 인수합병(M&A)을 적극 활용해 어느 정도 이상의 규모를 확보하는 것도 중요합니다.

◇ ‘반도체 제대로 이해하기’ 강구창 지음, 지성사 펴냄.

한쪽으로만 전류가 흐르는 반도체 다이오드는 재래식 펌프의 원리와 같다. 반도체 모스의 작동 원리는 수도관에서 물이 흐르고 멈추는 원리에서 배울 수 있다. 또한 반도체 내부의 작동 원리는 초등학교 시절에 이미 배운 ‘같은 극끼리는 밀치고 다른 극끼리는 당기는’ 자석의 원리로 이해할 수 있다. 이 책은 이렇듯 복잡한 수식 없이 단지 중학교 수준의 과학 지식만으로도 이해할 수 있도록 반도체의 전반적인 기술들을 서술적으로 풀어 썼다. 반도체가 궁금한 사람들, 이공계를 전공하지 않아 기술부서는 아니지만 반도체 관련 회사에 다니거나 입사를 고려하고 있는 사람, 그리고 앞으로 반도체를 전공해볼까 고민 중인 고교생, 혹은 대학 신입생을 위한 책이다.

◇‘만화로 쉽게 배우는 반도체’ 미치오 시부야 지음, 강창수 옮김, 성안당 펴냄.

물리학의 입장에서 반도체라는 물질이 지닌 성질을 설명하고, 전자회로로서 어떻게 활용되고 있는지 풀어낸다. 단순한 정보가 아니라 더 깊이 파고드는 수준의 지식으로 독자들의 탐구심을 자극한다. 물질을 만들어 내는 원자가 어떻게 연결되는지, 물질 속에서 전자가 어떻게 전기를 나르는지 등을 이해하면 반도체 본래의 의미를 알 수 있다.

이형수기자 goldlion2@etnews.com