시스템(비메모리)반도체는 ‘계산이 빠른 사람’이라 할 수 있다. 스마트폰에도 시스템반도체가 녹아있는데, 카메라의 필름 역할을 하는 이미지센서 활용, 배터리 전력을 효율적으로 조절하는 전력 관리칩 등 그 쓰임새가 무척 다양하다. 이밖에도 자율주행차나 5G모뎀에도 널리 활용된다. 한마디로 시스템(비메모리)반도체는 ‘4차 산업혁명’ 시대의 핵심 부품 이라고 할 수 있다.

사전적 의미의 시스템반도체란 다양한 기능을 집약한 시스템을 하나의 칩으로 만든 반도체. 메모리 반도체와 더불어 여러 가지 기능을 수행할 수 있고 모바일 기기, 디지털 가전, 자동차, 첨단 의료 기기 등에서 광범위하게 이용이 가능하다.

시스템반도체는 연산과 제어 등 데이터 처리기능을 수행하는 반도체로 스마트폰만 아니라 자율주행차나 5G모뎀 등에 활용된다. 데이터와 소프트웨어(SW) 등의 정보를 저장·기억하는 메모리반도체와는 대비된다.

시스템반도체는 데이터를 저장·기억하는 메모리반도체와 달리 데이터 처리기능을 수행하는 반도체로 특정 목적에 맞게 논리회로를 설계할 수 있는 아이디어 및 고급인력이 핵심이다. 특히 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT) 자율차 등의 핵심부품으로 수요가 지속 늘고 있으며 2023년 시스템반도체 세계시장 규모는 메모리반도체시장의 1.6배에 달하는 2777억 달러에 달할 것으로 예상되고 있다.

시스템(비메모리)반도체는 종류가 무수히 많고, 그 용도가 매우 다양하게 쓰이고 있다. 용도에 따라 각각의 필요한 기능을 가지고 생산된다. 비메모리반도체에는 마이크로 컴포넌트, 로직 IC, 광학 반도체, 아날로그 IC 등이 있다. 

마이크로 컴포넌트는 전자제품에 주로 쓰이는 반도체로 작동에 필요한 수많은 명령을 담고 있다가 상황을 감지하고 작동하는 반도체다.

로직 IC(Logic IC)는 전자제품의 특정 부분을 제어한다. IC는 Integrated circuit의 약자로 집적회로라고 한다. 기판에 반도체 부품 삽입에서 배선에 이르기까지의 과정을 집약적으로 제조한 것. 로직 IC는 이러한 IC가 논리회로(AND, OR, NOT 등)으로 구성되어 제품 특정 부분을 제어하는 반도체다. 스마트폰의 핵심부품인 AP가 로직 IC의 대표적인 비메모리반도체다. 

아날로그 IC(Analog IC)는 신호를 다루는 반도체로 각종 증폭 회로나 전압 안정화 회로를 집적하여 만든 소자를 말한다. 온도와 같이 연속적으로 변화하는 신호를 다루는 IC다. 대표적인 예로 연산 증폭기(Operational Amplifiers)가 있다.

 

빛을 읽는 반도 체, 광학 반도체는 전자 소자들을 광 소자들과 함께 단일 기판 위에 집적시켜 광 신호를 전기 신호로 변환시켜주는 집적회로다. 흔히 디지털 카메라나 스마트폰에 많이 쓰이는 반도체로, 대표적으로는 CMOS 이미지 센서(CMOS Image Sensor)가 있다. 

 

이처럼 시스템(비메모리)반도체는 그 용도가 무수히 많지만 아직까지 우리나라에서는 전문인력 부족, 생태계 경쟁력 미흡, 수요산업과 연계 미비로 인해 시스템반도체 시장점유율은 2018년 기준 3.1%에 불과해 메모리반도체 시장 점유율(약 70%)에 비해 매우 취약한 상황이다. 최근 삼성전자가 시스템반도체를 미래 먹거리로 육성하기 위해 2030년까지 133조 원을 투자하겠다고 발표하기도 했다.