[피스앤칩스]반도체 업계가 장비만큼 SW 챙기는 이유

반도체 설계·제조에 쓰이는 'EDA 툴'
반도체 불량 줄이는 핵심 소프트웨어
AI 도입 추세…美·中 패권 경쟁 무대로

편집자주현대 산업의 쌀로 불리는 반도체. 매일 듣는 용어이지만 막상 설명하려고 하면 도통 입이 떨어지지 않죠. 어렵기만 한 반도체 개념과 산업 전반의 흐름을 피스앤칩스에서 쉽게 떠먹여 드릴게요. 숟가락만 올려두시면 됩니다.

[아시아경제 김평화 기자] 반도체 생산에서 중요한 한 축을 꼽자면 장비일 겁니다. 아무리 훌륭한 기술을 개발했다고 한들 반도체 칩을 만들 하드웨어(장비)가 없다면 무용지물이겠죠.

그런데 반도체 생산이 첨단 미세 공정으로 향할수록 중요해지는 또 다른 축이 있다고 합니다. 바로 소프트웨어(SW)입니다.

반도체 제조는 실리콘 소재의 원형 기판인 웨이퍼에 미세한 회로 패턴을 그려 손톱만큼 작은 크기의 반도체 칩을 여러 개 생산하는 과정입니다. 하나의 반도체 칩을 완성하기까지 수 개월이 걸릴 정도로 지난한 과정을 거쳐야 합니다.

웨이퍼에서 반도체 칩이 생산되는 모습 / [사진제공=SK하이닉스]

이때 만약 설계 결함이 있던 반도체 칩을 완성해서야 알게 됐다면 어떨까요? 반도체 공정 특성상 다량의 반도체 칩을 동시에 생산하기에 폐기하는 양이 많을 겁니다. 제품을 완성하고자 들인 막대한 비용도 버리는 셈입니다.

이같은 문제를 해결하고자 사용하는 소프트웨어가 '전자설계자동화(EDA) 툴'입니다. EDA 툴은 반도체 제조 전 시뮬레이션으로 회로 설계와 오류를 판단하고 문제를 검증하는 데 도움을 줍니다. 반도체 설계에서 생산까지 전 과정에서 불량률을 줄이는 소프트웨어죠.

특히 반도체 업계가 한 자릿수 나노미터(㎚·1㎚=10억분의 1m) 경쟁을 벌이는 현 시점에선 EDA 툴의 중요성이 더욱 커지고 있습니다. 나노미터는 반도체 회로 선폭의 단위인데요, 1나노미터가 성인 머리카락 굵기의 10만분의 1 수준일 정도로 미세하답니다.

연도별 세계 EDA 툴 시장 규모 / [이미지출처=트렌드포스]

최근엔 EDA 툴 성능 향상을 위해 인공지능(AI) 기술을 결합하는 추세도 나타난다고 합니다. 한국 딜로이트그룹이 13일 발표한 보고서를 보면 향후 AI 기반 EDA 툴 매출 성장률이 내년부터 2028년까지 일반 EDA의 2배를 상회한다고 하네요.

향후 EDA 툴이 고도화하는 만큼 중요도는 더 커질 것으로 보이는데요, 이렇다 보니 미·중 반도체 패권 경쟁의 주요 무대로 EDA 툴이 소환될 정도입니다.

미국은 지난해 8월 수출 통제 정책을 내놓으며 선단(첨단) 공정에 쓰이는 자국산 EDA 툴을 중국이 사용하지 못하도록 막았죠. 상위 3개 기업이 80% 가까운 점유율을 보이는 세계 EDA 툴 시장에서 자국 기업을 두 곳(시높시스, 케이던스)이나 두고 있는 미국이 힘을 행사한 겁니다.

연도별 중국 EDA 툴 기업 수 / [이미지제공=KOTRA, 출처=S2CEDA 연구소]

시장에선 중국 반도체 업계가 미국산 EDA 툴을 사용하지 못할 경우 장기적으로 악영향을 받을 것이라는 전망이 나오는데요, 중국도 위기감을 느꼈는지 최근 자국산 EDA 툴을 사용하는 현지 반도체 기업에 보조금을 지원하는 등 자국산 활성화에 열심입니다.

미국 메사추세추공과대학(MIT)에서 발행하는 기술 전문지인 MIT 테크놀로지 리뷰를 보면 시높시스와 케이던스 출신 중국 직원이 자국에서 EDA 툴 스타트업들을 차린다는 소식도 들리네요. 다만 중국산 EDA 툴이 시장에서 자리잡기까지는 상당한 어려움이 있을 것이라는 게 업계 평가입니다.

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김평화 기자 peace@asiae.co.kr