I T / 전자전기

- 동일본대지진으로 인해 여실히 드러난 공급망의 위기는, 반도체 산업 없이는 일본의 기간산업이 성립될 수 없음을 확인하였음. 때마침 미국경제의 회복의 지연과 유럽 금융위기가 세계경제의 커다란 불안요인이 되고, 대두하는 신흥국 기업과의 경쟁 격화 등이 더해지며 일본 산업계를 둘러싼 국제환경은 혹독함을 더하고 있음.

- 이에, 일본의 산업경쟁력간담회(COCN)는 일본의 주요 산업의 하나인 반도체 산업의 경쟁력을 강화하여 산업계 전체의 경쟁력으로 연결시키는 것이 중요한 과제로 인식하고, ‘반도체 전략 프로젝트’를 통해 일본 반도체 산업의 경쟁력 강화를 위한 제언과 시책을 제시함.

- 반도체 산업은, 반도체 기기, 반도체 디바이스, 반도체 제조장치, 반도체 재료, 각각의 산업의 유기적인 결합으로 인해 구성되어 있음. 그 경쟁력 강화를 위한 첨단 연구개발을 고려할 때, 이들 기술 계층간의 시너지효과를 발휘할 수 있는 첨단 연구개발분야에 대해, 빈틈없는 공동 개발체제를 구축하는 것이 중요함. 또 이것이 모든 계층에서 강한 기업을 보유하는 일본의 특성을 진정으로 활용한 산업경쟁력의 유지 향상의 시책이라고도 볼 수 있음.

 

검토의 시점과 범위

- 상기와 같은 인식 아래, 재료·장치·프로세스·디바이스의 각 레이어의 현황 분석을 추진함과 함께, 2020년대를 향해 변모하는 사회의 세계적인 조류인 3가지 조류(정보조류로서의 클라우드 컴퓨팅, 전력조류로서의 스마트그리드, 제품의 조류로서의 ITS와 스마트 로지스틱스시스템)의 대규모화·고속화·효율화·안정화·안전화를 위해, 반도체시스템이 기반기술로서 어떻게 쓰여지고 큰 시장을 형성하느냐의 시점에서 반도체 산업의 향후의 첨단 연구개발의 방향성을 제언함. 또, 이 속에서 산업경쟁력의 원천인 인재의 지속적인 육성 및 공급을 목적으로 한 대학의 공동 참여의 방향성에 대해서도 검토함.

일본 반도체 산업 경쟁력의 과제와 전략

- 반도체 디바이스 상위 10개사의 매출 추이 중, 일본계 메이커의 점유율은 1990년의 60%에서 2010년에는 15%까지 후퇴하고 있음. 향후 장래를 향한 사회의 커다란 변혁과 니즈를 파악하여 정확한 방법으로 각각의 디바이스분야의 경쟁력을 높여나갈 필요가 있다고 인식하고 있음.

- 이 때, 일본에는 뛰어난 산업경쟁력을 보유한 반도체 제조장치산업, 반도체용 재료산업을 보유하고 있다는 장점을 활용하는 것이 효과적인데, 이들과 반도체 디바이스 산업간의 시너지효과를 발휘하는 것이 중요하며, 또 이들 분야에 대한 정부의 지원이 요구되고 있음. 한편, 반도체 장치산업, 재료산업의 입장에서 봐도, 여전히 강력한 경쟁력을 확보하기 위해서도 디바이스 메이커와의 강력한 협력관계 유지가 필요함.

- 장치산업으로서는 산업 전체로서 본 경우에는, 여전히 높은 점유율을 자랑하고 있다고는 하나, 리소그래피장치와 같이 개별로 본 경우에 점유율이 낮아지고 있는 영역이 존재하는 점, 또 재료메이커로서도 반도체 웨이퍼와 같이 산업의 발전에 따라 새로운 종류의 반도체의 시장이 열리고 있는 현재임을 감안, 전략적으로 개발을 추진하여 가일층의 경쟁력 향상을 도모하는 것이 필요함.

산업경쟁력 강화를 위한 제언 및 시책

 
- 전세계를 에워싸는 정보 조류로서의 클라우드 컴퓨팅의 향후의 가일층 발전에는, 서버 및 클라이언트측의 저소비전력 휴대단말기의 대용량화·고속화가 필요하여 반도체 메모리의 가일층 대용량화 및 논리 LSI 처리속도의 고속화 저소비전략화가 중요한 기반기술이 됨.

- 반도체메모리의 대용량화에는, 반도체 스케일링에 의한 소자 미세화와 소자레벨 또는 칩레벨에서의 적층화(3차원화)가 필요하고, 논리 LSI에서의 처리속도의 고도화에서는, 스케일링과 멀티코어로 대표되는 병렬화가 중요한 요소를 담당함. 또, 동종·이종 LSI의 초(超)적층기술에 의한 경쟁력 있는 시스템 인터그레이션이 필요함.

- 2020년대에는 싱글 nm레벨의 스케일링이 필수로, 이를 위한 기술을 보유하는 것이 반도체 디바이스메이커뿐만 아니라 장치메이커, 재료메이커에게 있어 경쟁력의 유지 향상을 위해 필수불가결함. 이를 위해, 싱글 nm레벨의 리소그래피기술을 공동 개발해 나가는 것이 필요함. 본 시책은 이 실현을 통해, 싱글 nm세대의 프로세스 개발, 디바이스 개발, 회로 개발, 분석기술 개발을 가속화하는 커다란 파급효과를 기대할 수 있어 일본 기술 우위성 향상을 위한 유력한 기반을 구축하는 것으로 연결된다고 보고 있음.

- 또한, 시스템 LSI에서는 시장 니즈에 즉각 대응할 수 있는 하드에서 소프트까지를 고려한 반도체 시스템의 최적해를 창출해 나갈 수 있는 플랫폼의 구축이 관건이 됨. 여기에는 장치기술로서 다층배선으로서의 TSV(Through Silicon Via) 종합기술이 포함됨. 이들을 산·학·독(독립행정법인)의 연계 아래 공공 연구개발의 연구자들과 자유 활달하게 아이디어를 교환하는 장(場)이 창설되어 공동개발기간뿐만 아니라, 그 후의 업계 내의 인간관계의 확대로서 일본의 반도체 산업의 장래적인 경쟁력 강화에 기여하는 것을 기대할 수 있음.

- 장래의 전력시스템에서는, 스마트그리드에 의해 시간적·지리적인 전력의 수급 불균형을 해소하고 발전에서 소비에 이르는 전력 공급의 전체 최적을 실현하는 것이 필요하다고 보고 있음. 이들은 모두 EMS(Energy Management System)로 불리는 좁은 지역 내의 공급/소비시스템과 전력계통이 협력함으로써 실현될 수 있지만, 이를 위해서는 다수의 전기기기를 연계·협조 운용하기 위한 전력제어시스템의 대량 도입과 고효율화가 중요한 관건이 됨.

- 그러므로, 고온, 고내압, 고신뢰, 고기능 파워모듈의 개발이 필수이며, 그 조기 실현을 통해, 스마트그리드, 파워 디바이스 및 이와 관련한 산업에서 세계 속 경쟁에서 이겨낼 수 있을 것으로 보임. 주회로·드라이버·아이솔레이터·실장 등의 부분에서 재료에서 프로세스, 디바이스에 이르는 다분야의 기술을 횡단적으로 개발하고, 다양한 기술을 조정하고 통합하여 트레이드오프를 최적화하는 대처가 필수가 됨.

- 또, 기술 경쟁에서 이겨내는 인재를 지속적으로 확보하기 위해, 대학에서의 파워 일렉트로닉스에 관한 연구개발을 강화하고, 우수한 연구자·대학강좌의 증설 및 그 곳에서 배출되는 인재를 육성할 필요가 있음. 츠쿠바 이노베이션 아리나(TIA)는, 파워 일렉트로닉스의 일대 연구개발거점으로, 향후 파워모듈 전체로 개발분야를 더욱 넓혀 재료, 디바이스, 부품 등에서 산·학·독(독립행정법인)이 연계하여 브레이크 스루(break through)기술을 개발하는 것, 또 인재육성을 동시에 추진해 가는 것이 중요하다고 보고 있음.


출처: cocn.jp