연구보고서
중국 첨단 반도체 혁신 역량 분석 연구: 고대역 메모리(HBM)와 3세대 반도체를 중심으로
보고서명(영문)Analysis of China’s Advanced Semiconductor Innovation Capabilities: Focusing on High Bandwidth Memory (HBM) and 3rd Generation Semiconductors
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국문초록
- 본 연구는 중국의 첨단 반도체 혁신 역량을 정책적 지원 체계, 고대역 메모리(HBM), 3세대 반도체를 중심으로 종합적으로 분석하고, 이에 대한 한국의 대응 전략을 제시하고자 하였다.
분석 결과, 중국의 첨단 반도체 혁신은 다음과 같은 특징을 보이고 있는 것으로 나타났다. 첫째, 중국의 고대역 메모리 분야 연구는 2015년을 기점으로 급격히 성장하고 있으며, 중국의 화중과기대와 칭화대를 중심으로 강력한 연구그룹이 형성되어 있음을 파악했다. 연구 주제도 초기의 GPU 컴퓨팅, 시스템 성능 최적화 등 응용기술 중심에서 하드웨어 가속, 아키텍처 설계 등 원천기술 영역으로 확대되고 있다.
둘째, 중국의 HBM 연구는 체계적인 연구 네트워크를 통해 발전하는 양상을 보이고 있다. 공저자 네트워크 분석 결과, 주요 대학을 중심으로 기업, 연구소와의 긴밀한 협력체계가 구축되어 있으며, 특히 미국 등 해외 기관 소속의 중국 출신 연구자들이 자국 연구진과 활발한 공동연구를 수행하며 글로벌 수준의 연구 역량을 이전하고 있는 것으로 나타났다.
셋째, 미래 원천기술 연구 측면에서는 국가자연과학기금을 통한 체계적인 지원이 이루어지고 있다. 2019~22년 사이 474개의 반도체 관련 프로젝트가 지원되었으며, 특히 일반 프로젝트와 청년 과학 펀드 프로젝트가 약 45%를 차지하여 차세대 연구 인력 양성에 주력하고 있는 것을 알 수 있다. 또한 국무원 국유자산감독관리위원회의 국유기업 성과 분석 결과, 49개의 첨단 반도체 관련 제품 중 핵심 전자 부품이 18개로 가장 많았으며, 14개 제품이 국제선도 수준에 도달한 것으로 평가되었다.
넷째, 3세대 반도체 분야에서는 국가 반도체 기술혁신센터와 산업 기술혁신전략연맹(CASA)을 통해 체계적인 기술 자립화를 추진하고 있는 것으로 나타났다. ‘1+N+X’ 개방 공동 건설 및 협동 혁신 운영 모델을 통해 기초연구, 응용연구, 산업화의 유기적 연계를 추진하고, SiC, GaN 등 핵심 소재의 국산화와 전기차, 신재생에너지 등 수요산업과의 연계를 집중 지원 중이다.
이러한 중국의 혁신 동향에 대응하여 한국은 다음과 같은 전략이 필요하다. 첫째, HBM 분야에서 현재의 경쟁우위를 유지하기 위해 제조 중심에서 설계-제조 통합 혁신으로 전환해야 할 필요가 있다. 연구 네트워크 분석에서 나타났듯이 한국은 하드웨어 제조 기술에 편중된 반면 중국은 시스템 수준의 포괄적 접근을 보이고 있어, 설계 역량 강화를 통한 종합적 기술력 확보가 시급하다.
둘째, 글로벌 연구 네트워크의 다변화가 필요하다. 공저자 네트워크 분석 결과, 한국은 미국, 일본 등 전통적인 협력국과의 연구는 활발하나 인도, 싱가포르 등 신흥 연구 주체들과의 협력은 제한적인 것으로 나타났다. 연구 협력 대상의 다변화를 통해 새로운 혁신 기회를 창출할 필요가 있다.
셋째, 3세대 반도체 분야에서는 원천기술 개발, 응용기술 확보, 시장 확대를 포괄하는 종합적인 전략이 필요하다. 특히 중국은 기술 지원 외에도 국산 기술 기반 제품의 확산에도 많은 인센티브를 제공하고 있어, 한국 역시 기술 고도화와 함께 시장 수요 창출 및 기술 확산 지원형 정책을 도입할 필요가 있다.
마지막으로 이러한 전략의 실효성을 높이기 위해서는 산업 발전 단계별 맞춤형 지원 정책, 기술 특성 및 시의성을 고려한 전략적 R&D 투자, 인재 양성 등 정부 차원의 체계적인 지원이 뒷받침되어야 한다. 특히 기초연구부터 상용화까지 이어지는 혁신생태계 구축과 글로벌 협력 네트워크 강화에 정책의 초점을 맞출 필요가 있다.