2023년 중반을 넘어선 지금, 반도체 산업은 수많은 혁신이 기존의 틀에 도전하는 변화의 기로에 서 있습니다. 빠르게 진화하는 반도체 산업의 환경은 획기적인 발전, 지속 가능성 이니셔티브, AI의 부상, 자동차 부문의 지속적인 칩 부족으로 특징지어지고 있습니다. 2023년 상반기에 반도체 산업을 형성한 중요한 발전 사항을 자세히 살펴보겠습니다.
실리콘을 대체할 기술 혁신과 대안은?
실리콘은 수십 년 동안 반도체 산업에서 지배적인 소재로서 다양한 전자 부품을 개발할 수 있게 해왔습니다. 하지만 실리콘 기반 트랜지스터의 한계에 서서히 다가가고 있습니다. 다양한 애플리케이션에서 더 빠른 속도, 더 짧은 지연 시간, 빛 감지를 요구함에 따라 트랜지스터가 소형화되고 서로 더 가깝게 배치되면서 발열이 심해지고 트랜지스터 간 전류 누설이 더 심해져 전체 성능에 직접적인 영향을 미치고 있습니다.1 이로 인해 연구자와 업계 전문가들은 잠재적으로 실리콘을 능가하고 새로운 기능을 제공할 수 있는 대체 소재와 기술을 모색하게 되었습니다.
올해 2월, 미시간 대학교 연구팀은 AI 및 IoT 컴퓨팅 시스템에 적합한 놀라운 강유전체 반도체 플랫폼을 소개했습니다.2 한 달 후, 연구팀은 강유전체 반도체 고전자 이동도 트랜지스터라는 최신 개발품을 발표했습니다. 이 강유전 반도체 소자는 전기 분극을 유지하고 전환할 수 있는 놀라운 능력을 갖추고 있어 다양한 산업에 혁신을 일으킬 수 있는 고도로 다재다능하고 에너지 효율적이며 컴팩트한 전자 장치를 만들 수 있습니다. 더 많은 혁신이 진행됨에 따라 전자 산업에 미치는 영향이 커지고 이러한 첨단 소재의 이점을 누릴 수 있는 응용 분야가 더욱 광범위해질 것으로 예상됩니다.
반도체 지속 가능성 도전
탄소 배출을 줄이고 ESG 목표를 달성해야 한다는 압박이 가중되는 가운데 반도체 제조업체들은 지속 가능한 솔루션을 적극적으로 모색하고 있습니다. 대만을 비롯한 각국 정부는 탄소중립 법안을 추진하고 있으며, 업계 리더들에게 탈탄소화를 촉구하고 있습니다.3 글로벌파운드리, 삼성전자, 대만 반도체 제조회사(TSMC)와 같은 선도적인 반도체 제조업체들은 반도체 제조의 환경적 영향을 평가하고 최소화하기 위한 지속 가능한 반도체 기술 및 시스템(SSTS) 연구 프로그램에 참여했습니다.4 지구 반대편에 있는 유럽 반도체 기업들도 2050년까지 순 배출량 제로를 달성하기 위해 야심찬 배출량 감축 목표를 설정하는 등 지속 가능한 이니셔티브에 진지하게 임하고 있습니다. 인피니언의 CEO인 요헨 하네벡은 5월 초 독일 드레스덴에서 300mm 스마트 파워 팹을 착공하는 기념식을 개최하며 이러한 의지를 표명했습니다. 이 움직임은 유럽뿐만 아니라 전 세계 반도체 산업이 보다 친환경적이고 디지털화된 미래를 향한 가속화를 의미합니다.5
AI의 붐
AI 기반 자동화는 2023년 반도체 산업에 새로운 성장의 시대를 열었습니다. AI 알고리즘이 운영을 간소화하고 생산성을 향상시킴으로써 기업은 혁신과 전략적 성장에 집중할 수 있습니다. AI 기반 자동화를 도입하면 다양한 부문에서 정확성, 속도, 효율성이 향상되어 업계의 판도를 바꿀 수 있다는 것이 입증되고 있습니다. 예를 들어, AI는 의료 분야에서 혁신적인 변화를 주도하며 진단, 치료, 환자 관리의 지형을 재편하고 있습니다. AI 기반 진단 시스템은 의료 전문가가 의료 이미지를 분석하고, 질병을 감지하고, 잠재적 위험을 식별할 수 있는 탁월한 정밀도를 제공합니다.6 의료진은 머신러닝 알고리즘을 활용하여 방대한 환자 데이터를 효율적으로 처리함으로써 질병에 대한 예측 및 예방적 접근 방식을 이끌어낼 수 있습니다. 이러한 혁신은 개인 맞춤형 치료를 가능하게 하고 궁극적으로 환자 치료 결과를 개선하여 새로운 의료 발전의 시대를 열어줍니다.
자동차 산업의 전자 칩 부족은 끝나지 않았습니다.
한편, AI 기반 차량은 운전 경험을 재정의하는 최첨단 개발로 자동차 산업에 혁명을 일으키고 있습니다. Tesla의 오토파일럿 기술은 스마트 주차, 스티어링, 가속, 제동을 아우르며 크게 발전했습니다.7 BMW는 스파턴버그 공장에 강력한 AI 기반 툴을 도입하여 연간 100만 달러의 비용을 절감하고 있습니다.8
이처럼 혁신적인 AI의 도입은 제조와 설계부터 서비스, 유지보수, 판매, 마케팅에 이르기까지 자동차 부문의 모든 측면으로 그 영향력을 확대하여 차량을 더욱 스마트하고 안전하며 효율적으로 만들 것입니다. 전 세계 자동차 인텔리전스 시장은 이미 상당한 성장세를 보이며 2022년에 264억 9,000만 달러에 달할 것으로 예상되며, 2030년에는 745억 달러에 달할 것으로 전망됩니다(Statista 보고서 참조).9 이러한 수치는 AI가 자동차 산업을 재편하는 데 상당한 영향을 미치고 있음을 입증합니다.
출처: 2019-2030년 전 세계 자동차 AI 시장 규모, Statistica
AI가 혁신을 주도하면서 자동차 산업은 전례 없는 성장과 진화를 거듭하고 있습니다. 2023년 상반기에는 글로벌 칩 공급 부족 문제가 눈에 띄게 개선되었지만, 자동차 부문은 여전히 도전에 직면해 있습니다. 칩 공급 상황은 산업 전체가 아닌 특정 부품 유형이나 개별 공급업체에 영향을 미치는 일시적인 현상이 되었습니다. 이 문제를 해결하기 위한 노력에도 불구하고 일부 칩 유형에서는 여전히 수요가 공급을 앞지르고 있어 추가적인 공급 차질이 발생할 수 있는 잠재적 위험이 있습니다.10 업계 전문가들은 특히 전기차(EV) 부문에서 또 다른 칩 부족 사태가 발생할 가능성에 대해 우려를 표명하고 있습니다. 중국이 칩 및 전기차 제조에 필수적인 주요 금속에 대한 무역 제한 조치를 취하면서 상황은 더욱 악화되고 있습니다.11 이러한 움직임은 미국과의 무역 긴장을 고조시켜 글로벌 공급망에 추가적인 교란을 일으킬 가능성이 있습니다.
반도체 산업의 수많은 발전과 불확실성으로 인해 칩, 특히 산업별 칩에 대한 수요가 크게 증가할 것으로 예상됩니다. AI, 5G, 사물인터넷(IoT), 전기자동차(EV)와 같은 신흥 기술이 탄력을 받으면서 이러한 애플리케이션에 특화된 특수 칩에 대한 수요도 급증할 것입니다. 이러한 수요 급증은 반도체 공급망에 엄청난 압박으로 작용할 것입니다. 독립 유통업체와의 협력을 통해 기업은 칩 수요 증가로 인한 문제를 효과적으로 해결하고 품질이나 배송 일정에 영향을 주지 않으면서도 최첨단 기술의 잠재력을 활용할 수 있습니다. 독립 유통업체는 구하기 어렵거나 단종된 부품에 대한 대체 공급처를 제공할 수 있습니다. 독립 유통업체는 광범위한 글로벌 네트워크를 유지하므로 다양한 공급업체와 제조업체에 접근할 수 있습니다. 독립 유통업체는 공급원을 다각화함으로써 칩 부족, 할당 문제, 급격한 시장 변동으로 인한 위험을 완화할 수 있습니다. 이처럼 빠르게 변화하는 환경에서 탄력적인 공급망을 확보하는 데 있어 독립 유통업체의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다.
참조
- 무어의 법칙을 이길 수 있는 기술, 미디엄, 2021 ︎
- 차세대 트랜지스터: 미시간 대학교의 강유전체 반도체, 일렉트로페이지의 혁신, 2023년 ︎
- 반도체 기업이 지속 가능성에 기여하는 방법, JLL, 2023 ︎
- 글로벌파운드리, TSMC, 아마존, 마이크로소프트와 반도체 지속 가능성 연구 협력, 2023년 sdxcentral ︎
- 순 제로로 향하는 반도체 제조, EE Times, 2023 ︎
- 의료, e러닝 산업에서 인공지능의 부상, 2023년 ︎
- AI는 자동차 산업의 미래를 어떻게 변화시킬까요? 이점 및 활용 사례, Appinventiv, 2023 ︎
- BMW, AI를 사용하여 스파턴버그 공장의 생산 비용 절감, AI2 뉴스 2023 ︎
- 2019년과 2020년의 글로벌 자동차 인공 지능 시장 규모와 2021년부터 2030년까지의 예측, Statista, 2023년 ︎
- 자동차 산업의 반도체 공급 부족은 대부분 끝났다, S&P 글로벌 모빌리티, 2023년 ︎
- 중국, 미국, 유럽에 대한 기술 전쟁 경고로 칩 제조 금속에 대한 수출 제한 조치, CNBC, 2023 ︎
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