반복영역 바로가기
주메뉴로 바로가기
본문으로 바로가기

유망기술찾기

유망기술검색

유망기술찾기 유망기술검색

중소기업 기술로드맵 조회결과

로드맵 분류표 보기    
SoC 부품
* 발행 년도 : 2017년
1. 기술로드맵

SoC 부품 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위
  • SoC 부품은 컴퓨터, 모바일 기기, 가전, 자동차, 산업용 전장기기 운용을 위해 사용되는 아날로그, 디지털 및 혼성신호들의 수신, 가공, 변환, 생성, 전송하는 일련의 기능을 수행하는 반도체 집적회로 부품을 통칭
  • 임의의 특정 시스템이 갖는 다양한 기능들을 반도체 회로에 집적하고, 소프트웨어와 결합하여 운용함으로써 시스템의 고성능화, 소형화, 저전력화 및 지능화화를 주도하는 기술
나. 주요 제품

[ 주요 기능별 반도체 분류 ]

주요 기능별 반도체 분류
구분기능별 분류제품기술비고
반도체 SoC 마이크로 (MPU, DSP, MCU) MPU: Micro Process Unit
DSP: Digital Signal Processor
MCU: Micro Controller Unit
주문형반도체 (ASIC, ASSP) ASIC: Application Specific ICs
ASSP: Application Specific Standard Product
RF, Analog, Mixedmode  
범용 (FPGA, PLD) FPGA: Field Programmable Gate Array
PLD: Programmable Logic Device
Sensor  
메모리 DRAM DRAM: Dynamic Random Access Memory
SRAM SRAM: Static Random Access Memory
NVM (Flash, ROM, PRAM) NVM: Non-Volatile Memory
특화소자 광소자 (LED) 전력소자 단위, 개별소자 LED:Light Emitting Device

[ 주요 응용별 SoC 부품 분류 ]

주요 응용별 SoC 부품 분류
SoC 제품주요시장주된 소요기술고려사항
SoC 공통기술 Foundry 공정기술 IP 기술 소요 IP 여부 (디지털 및 아날로그) 공정별 특화된 PDK 확보여부
임베디드 SW 플랫폼 연동성, 통합성, 형상관리
e-CAD CAD Mixedmode 통합 시뮬레이션 SW IP
RF SoC 무선통신, 무선 랜, 레이더, WiFi 등 RF/Analog 설계 RF/Analog PDK
디스플레이 SoC TV 디스플레이 모바일 디스플레이 Analog 설계 고속, 저/고전압 혼성신호
멀티미디어 SoC TV, 게임기, 영화 Digital 설계 VR/AR 고해상도, 고속처리
바이오/의료 SoC 웨어러블, 헬스케어, 의료기기 Mixedmode 설계 개인정보보호법 등 규제 식약청 인허가의 소요시간
센서 반도체 CIS, MEMS Mixedmode 설계 재현성, 신뢰성 확보
스토리지 SoC SSD, eMMC, USB Digital 설계 임베디드 SW 활용
자동차 SoC 자동차 모듈업체 Mixedmode ISO26262 규정준수 신뢰성 (Fault Tolerance)
전력/에너지 반도체 PMIC 전력소자 Analog 회로 신뢰성, 정합성
통신/방송 SoC 4G, 5G, WLAN, WiFi, Zigbee, Bluetooth.. Digital 설계 무선통신 규격 틈새시장 공략 (Zigbee, IoT 등)
CPU 전자기기 일반 Digital 설계 ARM IP Licence 비용 컴파일러, IP, DeV Kit 제공여부
GPU Big Data, AI, 자율주행, AR/VR Digital 설계 저전력, 고속 연산
인터페이스 SoC 디스플레이 AI 모바일기기 Mixedmode HDMI, MIPI 등 표준준수 Master 칩 (예:AP) 기반
3. 시장현황 및 전망분석
가. 세계시장

’16년 세계 반도체시장은 3,779억 달러이며, ’21년에 4,343억 달러로 성장 전망

[ 반도체 세계시장 전망 ]

(단위 : 백만 달러, %)

반도체 세계시장 전망
구분‘16‘17‘18‘19‘20‘21CAGR
세계시장 67,420 70,921 74,607 78,489 82,577 86,883 5.2
메모리 886,00 91,800 95,200 98,400 101,900 105,568 3.6
SoC 241,200 245,300 251,700 259,400 266,400 273,592 2.7
개별소자 48,100 49,100 50,500 52,100 53,600 55,208 3.0
합계 377,900 386,200 397,400 409,900 421,700 434,368 3.1

* 출처: iSuppli 2015. 3.

  • 시스템반도체가 상대적으로 성장률이 높아 ’16년 2,412억 달러에서 ’21년 2,735억 달러의 시장규모를 형성할 전망
  • 반도체 시장의 경우, 상위 10개 업체가 전체 시장의 52%를 점유하고 있으나, 산업용 반도체 시장은 이들 업체가 37%정도를 차지하고 있어, 후발주자에 기회가 많은 영역임
  • 스마트폰, DTV 등 디지털 가전, 자동차 등 시스템의 성능을 결정하는 시스템반도체는 고부가가치 제품으로 스마트폰의 경우 원가에서 메모리반도체 비중은 10~15%이나 시스템반도체(AP, 통신 칩 등)의 비중은 약 40% 내외임

’15년 국가별 시스템반도체 생산규모 및 점유율을 살펴보면, 미국이 1,410억 달러(68.8%)로 압도적인 1위이며, 한국은 88억 달러(4.3%)로 5위

[ ‘15년도 국가별 SoC 생산 규모 및 점유율 ]

(단위 : 억 달러, %)

‘15년도 국가별 SoC 생산 규모 및 점유율
미국유럽대만일본한국중국
1,410(68.8%) 200(9.7%) 142(6.9%) 128(6.2%) 88(4.3%) 73(3.6%)

* 출처 : IHS 2016

주요 응용분야로 모바일기기, 자동차, 산업용 반도체 분야가 고성장세를 보이며 시장규모 확대 예상

  • 모바일기기의 AP는 미국의 퀄컴, 한국의 삼성전자, 대만의 미디어텍, 자동차 분야는 네덜란드의 NXP, 전력전자분야에서는 미국 TI, 일본의 미쓰비스가 시장 지배력을 가짐.
  • 최근 IoT와 스마트폰과 같은 휴대용 전자기기의 대중화로 아날로그, 마이크로컴포넌트 반도체 시장 역시 지속적으로 성장하여 시스템반도체 시장의 성장을 견인하고 있음
  • 자동차용 반도체시장은 ’14년 299억 달러에서 규모이며 차량의 스마트화 및 자율주행등 시장 확실한 시장 견인요인에 의해 연평균 6% 이상의 고성장이 전망되어 ’18년 401억 달러 수준에 이를 전망
    • 특히 자동차의 전장시스템 비율이 증대됨에 따라서 유럽, 미국, 일본의 자동차 관련기업의 도로 도입된 기능안전 국제표준인 ISO 26262를 만족하는 고안전 차량용 반도체 시장이 확대될 전망
    • 응용분야별로는 파워트레인과 Safety 분야 반도체 수요가 가장 크게 증가하고 있으며 부품별로는 MCU, 센서 및 액츄에이터가 가장 크고, Analog 및 개별 소자의 시장 증가율도 높은 편
  • 산업용 세계 반도체시장은 ’15년 474억 달러에서 ’18년 586억 달러 수준으로 고성장 전망
    • 특히 보안 및 감시, 건물 및 홈 컨트롤 분야가 고도성장할 것으로 예상

[ 주요 응용처별 반도체시장 규모 ]

(단위 : 억 달러, %)

주요 응용처별 반도체시장 규모
구분‘13‘14‘15‘16‘17‘18CAGR
스마트폰 538 650 702 732 731 726 6.2
태블릿 149 129 131 138 138 137 -1.7
PC 591 663 693 654 639 659 2.2
TV 147 137 149 153 151 150 0.4
자동차 279 308 331 355 378 401 7.5
산업용 370 432 474 514 552 586 9.6

* 출처 : IHS 2015

나. 국내시장

’16년 국내 반도체생산은 1조 6,850억 원으로 세계시장의 17.4%를 점유하며, 미국에 이은 세계 2위의 반도체 생산국 지위를 유지

  • 메모리는 선제적인 투자와 앞선 공정기술로 압도적인 경쟁력을 보유(점유율 57.7%)하고 있으나 시스템반도체는 여전히 취약한 상태(점유율 4.3%)

[ SoC 부품 분야 국내 시장규모 및 전망 ]

(단위 : 억 원, %)

SoC 부품 분야 국내 시장규모 및 전망
구분‘16‘17‘18‘19‘20‘21CAGR
통신/방송 SoC 1,266 1,860 2,008 2,169 2,364 25,531 8.0
자동차 SoC 10,983 17,054 18,622 20,336 22,207 24,250 9.2
스토리지 SoC 4,601 5,760 6,024 6,302 6,881 7,197 4.6
합계 16,850 24,674 26,654 28,807 31,452 56,978 7.2

* 출처: 세계 시장과 국내 시장 모두 참고자료를 바탕으로 추정함. Global Industry Analysts inc(2009.2), iSuppli 2015, 2016

’17년 국내 시스템반도체 생산액은 2조 4,674억 원으로 세계시장의 4.3%를 차지하였으며, ’16년 1조 6,850억 원에 비해 증가

  • 이는 국내 시스템반도체 매출의 약 85%를 차지하고 있는 삼성전자의 AP 매출 증가에 기인
    • 삼성전자의 ‘15년 시스템반도체 매출액은 74억 달러로 ’13년 65억 달러에 비해 9억 달러 증가
    • 대기업 SoC 부품 및 파운드리 생산액을 제외하면 실제 SoC 부품 점유율은 1% 미만임
  • 가전, 스마트폰 등에서 대기업과 협력에 성공한 일부 기업만 생존
    • ‘00년대 초 국내 1~2위 설계기업인 C, M 사 등은 피처폰의 카메라 IC로 성장했으나, 스마트폰의 등장과 대기업의 AP 내재화 전략에 따른 시장변화에 적응하지 못해 쇠퇴
    • 대형 셋트업체는 대부분 외국산 SoC 부품을 사용하며, 국내 반도체 산업과의 연계는 미흡

삼성전자, LG전자가 세계 휴대폰 시장을 주도하면서 모바일 AP와 모뎀, RFIC, PMIC 등 일부 시스템반도체의 국산화에 성공하였으나 프로세서, 자동차 반도체 등 핵심품목은 여전히 대부분 수입에 의존

  • 국내 팹리스들의 주력 품목은 DDI(Display Driver IC), CIS(CMOS Image Sensor), PMIC, 모바일 멀티미디어 IC 등 소수에 불과
  • 진입장벽이 낮은 제품으로 성장한 국내 팹리스들은 미세공정의 도입에 따른 투자규모 증대, 중국 팹리스의 급속한 성장과 낮은 가격을 앞세운 공세 등으로 어려움을 겪고 있음
4.기술분석
가. 기술환경 분석

4차 산업혁명 도래에 따른 SoC 부품산업의 환경변화

[ SoC 부품산업의 3대 핵심 경쟁요인 변화 ]

SoC 부품산업의 3대 핵심 경쟁요인 변화

* 출처: 산업자원부, 시스템반도체 산업 경쟁력 강화방안, 2017

  • 무어법칙의 종료에 따른 신개념 반도체 기술의 등장 [More than Moore]
    • 초미세 집적화, 발열, 신호간섭 등의 한계극복을 위한 SiP 등 신개념 반도체 기술 대두
    • 뉴로모픽 칩 등 신개념 저전력 프로세서 등장
  • IoT, 인공지능, 자율차 등 새로운 시장 수요 대두
    • 기존 스마트 모바일 기기용 SoC 부품은 소수 지배적 기업에 의해 독점
    • IoT, 빅데이터, AI, 자율차 분야의 새로운 SoC 부품 시장 형성
  • 다품종 소량생산 생태계
    • IoT 등 다양한 기기 수요에 대한 소량 다품종 SoC 부품 공급체계
    • 파운드리-설계전문 중소기업-셋트 및 시스템업체의 협업 생태계 조성이 필요

초고집적 미세 공정기술은 최고수준을 유지하고 있으나, SoC 부품 설계기술은 여전히 미흡

  • 자체개발한 IP의 수준이나 종류가 부족하여 해외 기업에 의존도가 높음
  • 모바일기기 등 셋트업체의 선전에도 불구하고, 국내 SoC 부품의 장착 시도는 실패

현대자동차, 삼성전자, LG전자 등 글로벌 경쟁력을 갖춘 셋트업체 (SoC부품 수요업체)가 있음에도 불구하고 수요기업-팹리스-파운드리간 유기적인 협력이 취약

  • (팹리스-수요기업) 수요기업은 글로벌 기업과의 협력강화로 인하여 국내 팹리스 기업과의 공동 제품기획 및 R&D에 소극적
  • (팹리스-파운드리) 국내 파운드리 설계자산(IP) 및 지원 공정의 다양성 부족 등으로, 팹리스 기업은 대만 등 해외 파운드리 서비스에 의존하여 경쟁력 약화 및 제작비용 상승요인으로 작용
    • 대만의 TSMC는 빠른 설비투자, 높은 가격경쟁력, 다양한 IP 보유 등을 기반으로 전세계 고객의 다양한 수요를 충족시키고 있으며 이를 규모의 경제효과로 연결

90년대 말 정부의 벤처기업 육성책에 따라 ‘00년까지 설계전문 중소기업 창업이 급증하였으나 ’10년 이후 감소추세

  • 초기개발비(약 8억원)에 대한 부담 및 위험증가로 창의적 아이디어 실현에 한계 봉착

설계인력의 절대부족 (매년 500명 이상 부족)과 대기업 편중 (종사자의 59%)으로 중.소 설계기업의 구인난 지속

  • 국내 대학의 인력양성 기반/자금 등이 취약하여 선진국에 비해 석・박사급 설계인력이 부족하고, 이는 중소 팹리스의 우수 인력확보 부족 및 경쟁력 약화로 연계

    * 인력 규모(‘15년):美 퀄컴(31,300명), 臺 MediaTek(12,748명), 韓 실리콘웍스(437명)

5. 핵심요소기술 선정
  • 확정된 요소기술을 대상으로 산․학․연 전문가로 구성된 핵심요소기술 선정위원회를 통하여 중소기업에 적합한 핵심요소기술 선정
  • 핵심요소기술 선정은 기술개발시급성(10), 기술개발파급성(10), 단기개발가능성(10), 중소기업 적합성 (10)을 고려하여 평가

[ SoC 부품 분야 핵심요소기술 ]

SoC 부품 분야 핵심요소기술
분류핵심요소기술개요
인공지능 인공지능 SoC 설계 및 응용 기술 SoC 반도체는 일반 반도체에 비해 높은 신뢰성을 요구하므로 이러한 고신뢰성을 가지는 반도체 제품을 설계/생산하는 기술 IoT/웨어러블 반도체 IoT 초저전력 SoC 기술 입력 정보를 사용하여 각종 장치에 제어 명령을 내리는 CPU를 저전력으로 설계하는 기술 웨어러블 SoC 기술 효율적인 웨어러블 디스이스 적용 기술과 다양한 상황을 실시간으로 처리할 있는 OS를 설계하는 기술 메모리 스토리지 반도체 지능형 메모리 코어 기술 고전압/고전류가 필요한 부분에서 동작할 수 있는 핵심 메모리 회로 설계 기술 메모리 스토리지 연동 기술 메모리에 관련된 다양한 정보 (온도, 습도, 속도, 압력, 광 등)를 입력 받는 스토리지를 설계하는 기술 차량용 반도체 자율 주행을 위한 통합 SoC 기술 늘어나는 데이터 전송 요구량을 대처하기 위해 15Mbit/s까지 가능한 CAN FD(flexible datarate)가 최근에 제시되어서, 이러한 고속의 CAN FD에 맞춰 데이터를 송/수신할 수 있는 transceiver를 설계하는 기술 SoC 플랫폼 저전력 SoC 플랫폼 IP 연계 물체 인식 기술을 이용하여 차선 인식, 보행자 인식, 차량 인식 등을 수행하는 영상 인식 가능하게 하는 고유 IP 설계하는 기술 Connectivity 반도체 디바이스간의 유기적 연계를 위한 Connectivity 반도체 기술 영상 인식 회로에서 인식된 정보에 기반하여 자율 주 행을 수행하도록 제어하는 기술