비메모리 반도체의 특징, 핵심기술, 시장 경쟁 현황, 전망

안녕하세요, 행복한 부자입니다. 오늘은 반도체 3부작의 마지막으로 비메모리 반도체에 대해서 살펴보겠습니다.

[정의/ 특징]
비메모리 반도체는 말 그대로 메모리 이외의, 비메모리 역할의 수행을 담당하는 반도체입니다. 주로 데이터의 처리, 제어 등의 역할을 담당한다고 볼 수 있죠. 이 비메모리 반도체는 데이터의 저장과는 관련이 없이 신호 전달과 제어 및 논리 연산의 기능을 수행하는데, 이들 각각의 수행 역할에 따라 비메모리의 종류를 구분할 수 있습니다. 가장 먼저, 집적회로(Integrated Circuit)를 들 수 있습니다. 이 집적회로는 논리 게이트나 카운터 등, 논리적 연산 기능을 통합한 것으로, 주로 통신, 컴퓨터 및 자동차 제어 분야에서 폭넓게 활용됩니다. 두 번째는 마이크로프로세서(Microprocessor), 즉, 중앙 처리 장치로, 주로 연산과 제어의 역할을 합니다. 다음은 연산 게이트(Field-Programmable Gate Array)입니다. 이는 사용자가 원하는 로직을 수행할 수 있도록 사용자가 프로그래밍할 수 있게 하는 반도체입니다. 이를 활용하여 사용자는 사용자가 원하는 논리 집적 회로를 자체적으로 개발할 수 있습니다. 네 번째는 특정 분야에 가장 최적화된 논리 기능을 할 수 있는 집적회로로, ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)가 있습니다. 이는 성능 향상이나 효율적인 소비전력 운용이 가능하게 만드는 목적으로 개발됩니다.

이렇듯 비메모리 반도체는 인공지능, 사물인터넷 및 IT/ 이동 통신의 발전에서 혁신적인 기술을 가능케 하며, 여러 다양한 산업 부문에서 폭넓게 활용되고 있으며, 전자 기기의 논리와 제어에 핵심적인 역할을 하는 부품입니다. 

[핵심기술]
비메모리 반도체에 있어서 가장 중요한 기술은 논리의 연산, 제어 및 신호 처리와 운용 등의 기능을 차질 없게 수행할 수 있도록 하는 것에 중점을 둡니다. 우선, 다양한 논리 게이트와 카운터 등을 단일 회로에 통합하고 매우 복잡한 논리 회로를 소형 집적화할 수 있는 Integrate 기술을 가장 먼저 얘기할 수 있습니다. 소형화, 경량화 및 고성능의 전기 전자 제품을 만들기 위해서 가장 먼저 확보되어야 하는 기술이죠. 두 번째로는 앞서 얘기했던 마이크로프로세서의 성능 향상입니다. 중앙 처리 장치, 즉 사람으로 따지자면 두뇌의 성능이 개선되어야 한다는 의미입니다. 다양하고 복잡한 논리와 연산 기능을 수행하는 이 마이크로프로세서의 성능 향상을 통해 전기 전자 제품의 성능을 보다 더 개선할 수 있죠. 이 외에도 FPGA나 ASIC 등의 성능 개선 기술도 반도체의 성능 개선을 위해 반드시 확보해야 하는 핵심 기술 중의 하나라고 할 수 있겠습니다. 비메모리 반도체의 핵심 기술은 기능의 특수성과 유연성 및 다양성을 기반으로 여러 다양한 분야에서 응용되고 있으며, 이 기술들을 통해 논리 연산의 성능과 그 효율성을 향상하고자 여러 기업과 연구 기관 및 단체에서 꾸준히 노력하고 있습니다.

[플레이어, 경쟁 현황]
비메모리 반도체도 메모리 반도체와 같이 세계 굴지의 반도체 대기업들이 시장을 주도하고 있습니다. 이는 반도체 사업은 일종의 장치 산업이며, 대규모 단위의 투자와 자원 투입이 필요하기 때문으로, 몇몇 소수의 대기업을 통해서 시장이 좌지우지되는 것은 피할 수 없는 점으로 보입니다. 대표적으로 미국의 I사나 중국의 산업통상자원부 소속 국가 기업이 있습니다. 즉, 세계 2강인 미국과 중국을 필두로 기술 개발 및 생산 역량이 주도되고 있으며, 일부 유럽이나 일본의 기업도 소폭의 점유율을 확보한 상황입니다. 이렇듯, 시장은 위 몇몇 소수의 기업 위주로 매우 강력한 경쟁 상황이 펼쳐지고 있습니다. 특히 미국의 I사의 경우, 세계 시장에서 가장 높은 점유율을 가지고 있으며, 이는 개인 PC나 데이터 센터 등 여러 다양한 정보통신 분야에 핵심 부품을 공급하고 있기 때문에, 일부 소비자들로부터 반독점에 가깝다는 비난을 받기도 하죠. 이렇듯 시장에서의 주요 핵심 기업 간의 경쟁은 관련 기술의 혁신과 제조 및 생산 기술의 혁신 등을 끊임없이 요구하고 있으며, 이를 통해 더욱 고도화되고 있습니다. 게다가, 비메모리 반도체 분야에서는 고성능, 저전력에 대한 시장의 니즈는 날이 갈수록 높아만 지고 있기 때문에, 기업들 또한 신기술/ 신소재 등의 도입 및 연구 개발에 대한 투자가 지속해서 필요한 상황에 놓이게 되는 것이죠. 하지만, 이러한 글로벌 반도체 선두 주자들 간, 국가나 기관 차원에서의 경쟁과 협력을 통해, 반도체 기술의 혁신과 발전은 앞으로도 꾸준할 것이라고 예상합니다.

[전망]
비메모리 반도체 산업 분야는 앞으로 여러 다양한 기술과 응용을 통해, 과거보다 더욱 빠른 속도로 혁신해 나갈 것이 분명한데요, 특히 인공지능 분야에서는 그 수요가 앞으로 폭발적으로 성장할 것이라 예상하는 전문가들이 매우 많습니다. 왜냐하면, 비메모리 반도체는 인공지능이나 기계 학습의 기능 측면, 즉 학습과 추론과 연산에 필요한 핵심 기능을 수행하며, 더욱 좋은 성능과 효율성을 요구할 것이기 때문입니다. 최근 국내 스마트폰 선두 주자가 인공지능 기능이 탑재된 스마트폰을 곧 출시할 거라는 광고를 심심치 않게 볼 수 있듯이, 앞으로는 인공지능에 대한 수요는 더욱 늘어갈 것이기 때문에, 비메모리 반도체 산업 분야의 수요 역시 많이 증가할 것이라 예상됩니다. 또한, 5G나 데이터 센터 산업 분야에서도 고성능, 초고속의 광대역 주파수를 처리해야 하는 특성상 비메모리 반도체가 필수적인 기능을 수행할 것입니다. 고속 데이터 전송/ 처리 및 연산이 가능한 비메모리 반도체의 활용을 통해서, 5G나 데이터 센터 산업은 더욱 발전할 가능성이 크기 때문입니다. 일상에서는 플렉서블, 웨어러블과 같은 여러 스마트 기기들에서 활용도가 더욱 커질 것으로 예상합니다. 앞서 얘기한 인공지능이나 5G가 결국 일상에서는 여러 스마트 기기들을 통해서 활용되는 것이기 때문이죠. 마지막으로, 데이터를 안전하고 보관하고, 보안을 더욱 강화하는 데에 필수적인 요소임에 따라, 이 비메모리 반도체의 활용도는 더욱 증가할 것으로 추정할 수 있습니다. 이렇듯, 비메모리 반도체는 여러 다양한 분야에서 응용 및 활용될 수 있기 때문에, 향후 새로운 도전과 기회를 마주하게 될 것이며, 이에 대한 극복 및 발전을 통해 인류는 5G, 사물인터넷, 인공지능 등 여러 다양한 첨단 혁신 분야에서 보다 폭넓은 혁신을 마주할 수 있을 것이라 기대합니다.