모드리치는 여전히 팀의 핵심 파워볼 안전놀이터 선수이다.

지난해 브로드컴과 퀄컴의 합병 얘기가 처음 나왔을 때만 파워볼 안전놀이터 해도 삼성전자나 한국 시장의 반응은 조용했다. 직접적인 경쟁 관계가 아니라고 봤기 때문이다. 삼성전자·SK하이닉스 등 한국 반도체 산업은 데이터를 기억(저장)했다가 필요할 때 불러오는 메모리 반도체 생산에 집중한다. 소품종 대량생산에 적합했기에 삼성전자와 SK하이닉스가 ‘몰빵’에 가까운 투자를 감행했고, 이 분야에서만큼은 한국이 세계 최고 자리에 올라섰다.

하지만 시스템 반도체는 얘기가 좀 다르다. 대표적인 제품이 컴퓨터의 두뇌 역할을 하는 ‘프로세서’로, 중앙처리장치(CPU)와 그래픽카드(GPU)가 있다. 모바일과 사물인터넷(IoT) 제품을 제어·통제하는 칩도 모두 시스템 반도체다. 다품종 소량생산에 적합한 분야로 용도에 따라 설계만 수백 개가 나올 수 있고, 이에 따른 공정도 천차만별이다. 통신용 칩 제조사인 퀄컴과 기업용 네트워크 칩 제조사인 브로드컴은 공장 없이 반도체 설계만 하는 팹리스 업체다. 대부분 팹리스 업체는 비메모리칩인 시스템 반도체 설계에 주력한다.

미국 반도체 업계는 설계 능력이 핵심인 시스템 반도체 분야에 집중했고, 팹리스 역량만으로 전 세계 반도체 업계를 떡 주무르듯 했다. 시스템 반도체 업계를 적극 육성하는 중국·일본업계에선 큰 화제였다. 대만 시장조사기관 트렌드포스도 “브로드컴과 퀄컴이 결합 자체로 중국·대만 반도체 산업 경쟁력이 상당한 위협을 받게 될 것”이라고 거들었다.

시장도 ‘탈(脫)’ 메모리 쪽으로 기울어지고 있다. 시장조사기관 IHS마킷에 따르면 지난해 세계 반도체 시장 규모는 3473억 달러(약 380조원)다. 이 중 메모리 반도체가 차지하는 비중은 807억 달러(23%)로 나머지 2666억 달러는 시스템 반도체 분야에서 나왔다.

한국 반도체 최대 수요처인 중국의 대응은 더 공격적이다. 중국은 ‘양수겸장’의 카드를 택했다. 2015년 향후 10년간 1조 위안(약 165조원)을 반도체 산업에 투자하겠다고 선언했다. JHICC·이노트론메모리·칭화유니그룹 등은 정부 지원을 등에 업고 설비투자를 크게 늘리고 해외 기업을 인수합병(M&A)하며 한국 메모리 반도체 분야를 바짝 쫓고 있다.

중국, 메모리·非메모리 모두 잡는 ‘양수겸장’ 카드

동시에 차기 반도체 정책자금을 팹리스 육성에도 쏟을 예정이다. 트렌드포스 측은 중국이 2단계로 조성하는 ‘중국 IC 산업발전’을 추진하면서 최대 25조원이 전력반도체, 5G와 인공지능(AI) 반도체를 설계하는 기업에 집중 투자된다고 밝혔다. 한국 반도체 산업의 돈줄인 메모리 분야를 옥죄는 동시에 한국이 아직 선점하지 못한 시스템 분야에선 한발 앞서 출발하겠다는 의지다. 이주완 하나금융경영연구소 연구위원은 “올해 하반기부터 완공되는 중국 기업들의 NAND·DRAM 공장 생산규모가 결코 무시할 수 없는 수준”이라며 “반도체와 디스플레이 산업 전반적으로 중국발 공세 영향이 본격화될 것”이라고 전망했다.

삼성전자도 위기의식을 느끼고 있다. 메모리 반도체에 대한 의존도를 줄이기 위해 상대적으로 약한 파운드리(위탁생산)와 시스템 반도체에도 힘을 싣기로 했다. 올해부터 삼성전자도 팹리스·파운드리 사업으로 분리하고, 각 해당 사업부에 퀄컴에서 활약한 반도체 설계 전문가 강인엽(55) 부사장과 물리학 박사인 정은승(58) 부사장을 배치했다. 이뿐만이 아니다. 올해 1월 16일엔 서울대 공대에 삼성전자 종합기술원의 지원으로 뉴럴프로세싱연구센터가 개설됐다. 차세대 인공지능 반도체 뉴로모픽칩 개발에 주축이 될 이곳엔 KAIST·포스텍·울산과학기술원 등 4개 대학이 참여한다.

세계 1위 타이틀을 거머쥔 한국 반도체 업계, 아직은 샴페인을 터뜨리기엔 일러 보인다. 안기현 한국반도체 산업협회 상무는 이렇게 정리했다.

“사물 인터넷, 인공지능, 가상현실(VR), 자율주행차 등 때문에 시스템 반도체 수요는 날이 갈수록 커지고 있어서죠. 이제라도 정부와 대기업이 손잡고 장기적인 로드맵을 세우고, 탈메모리 전략도 정교하게 다듬어 미래를 준비해야 합니다.”

이런 암묵지 기술은 좋은 품질의 제품을 만드는 역할 외에, 다른 사람이나 기업이 짧은 시간에 쉽게 복제하거나 개발할 수 없게 진입장벽을 만들어 보호해주는 중요한 역할도 하고 있다. 이런 암묵지 기술이 별로 필요 없는 제품인 파워볼 안전놀이터 스마트폰을 보면 중국 등 기타 중소형 업체들이 신속히 복제하여 레드오션화(Red Ocean)되는 것을 볼 수 있다. 국내 제조업이 중국이나 동남아 국가의 추격을 따돌리고, 계속 경쟁력을 유지하기 위해서는 노하우인 암묵지 기술 개발에 힘을 기울여야 한다.

아무리 스마트 공장 체제가 완벽하게 이루어져 작업자 없이 인공지능형 로봇이 작업을 한다 해도, 30개의 부품으로 조립하는 공장보다 20개의 부품으로 조립하는 공장은 부품공급·생산성·설비고장 등에서 상대적으로 유리해진다. 조립하는 부품의 종류와 수량이 많으면 경쟁력에서 떨어질 수밖에 없다. 기존 부품의 최소화 활동이 선행되어야 한다.

부품 최소화 활동을 하기 위해서는 부품을 표준화(Standardization), 단순화(Simplification), 공용화(Shareness)해야 한다. 이 활동을 '부품의 3S 활동'이라고 한다. 부품이 3S화 되지 않으면 아무리 잘 만들어진 시스템과 네트워크가 이루어진 스마트 공장이라도 복잡성에 의해 경쟁력이 떨어지게 된다. 부품의 3S 활동에 이어 모듈(Module)의 구성과 플랫폼(Platform) 구성이 추가되어야 스마트 공장이 제 기능을 발휘할 수 있게 된다.

스마트 공장 이전에는 작업자들이 생산성을 경쟁하여 왔다. 그러나 향후 스마트 공장에서는 인공지능의 로봇이나 설비들 간의 생산성 경쟁이 벌어질 것이다. 이때 경쟁의 핵심은 설비 성능의 우수성에 따라 비교 우위가 나타난다고 생각할 수 있다. 그러나 설비는 전문메이커에서 서로 동일한 설비를 구입해 쓰기 때문에 성능은 비슷하다. 이 때문에 스마트 공장에서는 설비 성능보다 부품의 3S와 설비관리가 경쟁의 핵심요인이 된다. 설비 또한 자신이 자가 진단을 하여 설비고장을 해결한다 해도 부품 종류와 수량이 많으면 스마트 공장이라도 고장율과 모델 변경 시간이 증가 할 수밖에 없다. 그러므로 '부품의 3S활동'은 제품구성의 문제만이 아니고 모든 제조과정에 영향을 미치는 매우 중요한 활동이다.

부품 3S 활동으로 부품 구성 최소화