[딜사이트 김민기 기자] 삼성전자가 일본 요코하마에 반도체 연구·개발(R&D) 시설을 짓는 이유는 대만 파운드리 1위 업체 TSMC와 반도체 패키징 분야의 격차를 줄이기 위함이라는 분석이 나오고 있다.

TSMC는 2021년에 3500억원을 들여 일본 내 패키징 연구 시설 건립을 발표하면서 반도체 후공정이 발달한 일본과 손을 잡은 바 있다. 삼성전자 역시 일본에 차기 반도체 패키징 기술 연구 거점을 만들어 일본 소부장 기업과 협력을 강화해 TSMC와 격차를 줄이겠다는 계획으로 분석된다.

◆ 일본, 차기 반도체 패키징 기술 연구 거점될 듯

16일 일본 언론 닛케이에 따르면 삼성전자는 300억엔(약 2971억원)을 투자해 요코하마에 반도체 R&D 시설을 건설할 예정이다. 이곳에서 삼성전자는 반도체 R&D에 필요한 시제품 생산라인을 갖출 예정이다.

보도에 따르면 삼성전자는 수백명의 인력을 고용할 예정이고, 오는 2025년 가동을 목표로 한다. 삼성전자는 이번 투자로 일본 정부로부터 총 100억엔 이상의 보조금 혜택을 받을 것으로 예상된다.

삼성전자는 R&D 시설 건설에 대해 "공식적으로 확인할 수 없다"는 입장이다. 다만 업계에서는 이번 투자가 일본에서의 반도체 직접 생산보다는 후공정(패키징) 강화를 위한 연구개발 투자라고 보고 있다.

우선 투자 금액 자체가 기존 삼성전자의 반도체 투자 경우 한 번에 수십조원 투자를 하는데 이에 비해 매주 적은 수준이다. 미국 텍사스주 테일러시나 평택캠퍼스 같은 대규모 반도체 생산라인을 건설하기 위해서는 적게는 수조원, 많게는 수십조원이 들어간다. 하지만 이번 투자금액은 3500억원 수준으로 연구 개발용 펩이나 시제품을 만드는 R&D 센터에 적합하다.

특히 요코하마에는 삼성전자 반도체연구소재팬(DSRJ)이 있다. 이 때문에 이번 투자 계획은 DSRJ를 차기 반도체 패키징 기술 연구의 거점으로 만들기 위한 가능성이 높다. DSRJ는 지난해 말 요코하마와 오사카 등지에 흩어져 있던 소규모 연구소를 통합한 조직으로 소재·부품·후공정 분야를 집중적으로 연구하고 있는 것으로 알려져 있다.

무엇보다 삼성이 패키징에 힘을 싣는 이유는 TSMC와 경쟁 때문이라는 게 전문가들 의견이다. 최근 반도체 초미세공정이 한계에 봉착하면서 패키징의 중요성이 점차 커지고 있다.

반도체 패키징은 반도체를 전자기기에 맞는 형태로 제작하는 공정이다. 전기 신호가 흐르는 통로를 만들고 외형을 가공해 최종 제품화하는 필수 단계다. 과거에는 웨이퍼에 찍어낸 반도체에 외부 단자를 연결하고 포장(패키징)하는 비교적 단순한 작업이었다. 하지만 최근 메모리 반도체와 시스템 반도체를 하나의 제품에 넣어 성능을 높이는 첨단 패키징 기술이 급속도로 발전하고 있다.

특히 파운드리 시장을 바라보는 삼성전자 입장에서 패키징 기술 강화는 반도체 산업에서 미래 경쟁력을 좌우할 중요한 포인트다. 

국내 학회에서는 삼성전자가 후공정 기술에서 TSMC와 비교해 약 10년 정도 늦다고 보고 있다. 삼성전자의 '2030년 시스템 반도체 1위 비전' 달성을 위해서는 패키징 분야의 기술 개발이 필수다. 실제 올초 삼성은 TSMC의 반도체 패키징 분야 전문가인 린준청 부사장을 영입한 바 있다.

노근창 현대차증권 센터장도 올해 2월 '초격차 반도체 Post-Fab 발전전략 포럼' 출범식에서 "파운드리 시장에서 삼성전자가 TSMC와 격차를 줄이기 위해서는 전공정뿐 아니라 후공정 기술 개발이 반드시 필요하다"며 "파운드리에서 TSMC가 강한 이유는 후공정 생태계를 구축했기 때문"이라고 말한 바 있다.

◆일본 소부장 업체와 협력 강화할 듯

삼성전자가 이번 투자처로 일본을 선택한 이유는 일본이 반도체 소부장 분야에서 강점을 가지고 있기 때문이다. 윤석열 대통령과 일본 기시다 총리가 지난 7일 정상회담에서 한일 양국의 사실상 '화이트리스트' 복원을 선언한 것도 영향을 끼쳤다.

실제 조지타운 대학교 산하 싱크탱크인 CSET(안보신기술센터)에서 만든 반도체 밸류체인의 국가별 경쟁력 평가에 따르면 일본은 반도체 소재 부문에서 점유율 56%로 압도적인 1등을 차지하고 있다. 장비 분야에서도 미국(44%)에 이어 2등(29%)이고, 후공정 장비(44%)에서도 1등을 기록 중이다.

이미 TSMC 역시 2021년 일본 이바라키현 쓰쿠바시에 반도체 연구개발센터를 개소했다. 당시 투자 금액도 삼성전자와 같은 3500억원 수준이었다. 현재 TSMC는 패키징 기술과 관련해 일본의 주요 소부장 업체들과 협력 중이다. 

패키지 기판이나 기판용 재료는 이비덴·신코전기공업·세키스이화학과 손을 잡고 있으며 감광제와 접착제는 JSR·후지필름·도쿄 응화공업· 스미토모 화학 등과 일하고 있다. 기타 재료는 아사히화성(미세배선)·신에츠화공(방열, 웨이퍼)·나가세산업(성형)·쇼와전공 머티리얼즈(봉지재, 연마제)·닛토전공(보호테이프)·일본전기초자(글라스기판)·미쓰이화학(수지테이프) 등이다.

일본 역시 한국 반도체 업체들이 절실한 상황이다. 미국과 중국의 반도체 패권 전쟁으로 인해 일본 소부장의 주요 고객인 중국이 반도체 공급망에서 제외되면서 새로운 고객이 필요했다. 이런 상황에서 삼성전자와 일본 소부장 업체들의 이해관계가 맞아 협력 강화가 이어질 것이라는 전망이다.

업계 관계자는 "일본은 3차원 적층에서 요구되는 대부분의 요소 기술을 보유하고 있으며 공동개발을 통한 R&D로 진척시킬 수 있다"면서 "삼성전자도 TSMC를 따라잡기 위해서는 차세대 패키징 기술 개발 역량을 강화하기 위해 온 힘을 기울일 것"이라고 전했다.