2025년 반도체 및 전자산업 동향
- 전문가 분석 및 시장동향 -
㈜ Delta ES
아래 내용은 Michael Munsey, Vice President Semiconductor Industry - Siemens Digital Industries Software 가 기고한 내용 중 국내 사정에 맞게 일부 수정한 글로, 공공의 이익을 위한 연구 및 비영리를 위해 일부 개정되었습니다.
2025년이 다가오면서 저는 우리 산업이 겪은 놀라운 변화를 되돌아 보게 됩니다. 산업현장에서 약 30년간 CAE 분야에서 체득한 경험과 전력반도체를 비롯한 각종 반도체 소자 측정 및 열계면 소재의 열물성 측정사업을 통해 제가 보고 있는 변화는 단순히 점진적인 것이 아니라, 전장부품 및 각종 전자제품의 설계 및 제조에 대한 생각 방식의 근본적인 변화를 느끼고 있습니다. AI 융합, 고급 패키징 솔루션, 소트프웨어 정의 제품의 부상, 최적화를 통한 재현성있고, 지속가능한 제조 산업의 발전 단계 등은 제가 공학기반 시뮬레이션 분야에 처음 발 디뎠을 때와는 상상도 못했던 놀라운 기회를 만들어 내고 있습니다.
목차
1. 2024년 반도체 시장 분석: 성장 혁신과 회복
2. 전자산업 혁신 2024: 설계 자동화 및 스마트 제조
3. 반도체 산업의 미래 2025: 핵심기술 및 시장 동향
4. 전자시장 전망 2025: IoT, 전력시스템 및 스마트 제조
5. 전자 분야의 신기술 2025: AI 엣지 컴퓨팅과 지속 가능한 제조
1. 2024년 반도체 시장 분석: 성장 혁신과 회복
2024년은 우리 제조산업의 지형을 재편한 획기적인 성과로 정의할 수 있습니다. 초기 회의론에도 불구하고, 무어의 법칙은 인텔을 포함한 주요 칩 제조업체가 2nm 프로토타입 칩을 성공적으로 시연하면서 회복력을 계속 입증했습니다. 저는 지멘스를 비롯한 해외 유수업체들이 선도적인 Foundry 업체들과 긴밀히 협력하는 것을 살펴하면서, 이 성과가 단순히 기술적 경계를 넓히는 것이 아니라, 복잡성과 개발비용이 증가함에도 불구하고 우리 제조산업이 혁신의 대열에 동참하여 꾸준하게 지속적인 투자를 통해 얻어진 소중한 경험과 자산이라고 주장합니다.
아마도 가장 고무적인 것은 우리가 함께 경험하고, 목격한 강력한 시장 회복 이었습니다. 우리 제조산업의 회복력을 시험했던 수년간의 공급망제약 이후, 솔루션 업체들은 약 20%의 연간 성장을 달성하였다고 전해 집니다. 제조산업체의 리더들이 발표하는 각종 데이터를 꼼꼼하게 찾아보면서, 이 회복이 단순히 이전 수준으로 돌아가는 것이 아니라는 것을 알 수 있었습니다. 그것은 전자제품 생태계 전반에 걸쳐 AI와 ML 기술이 확산되면서 수요 패턴이 근본적으로 변화했음을 의미하고 있습니다.
AI가 대형가전 및 소형가전에 통합되는 방식은 참신한 기능을 훨씬 넘어섰습니다. 이제 우리는 정교한 AI 기능이 홈 오토메이션 시스템에서부터 고급 자동차 플랫폼에 이르기까지 모든 분야에서 표준이 되고 있으며, 그 사용이 일상 활동의 일부가 되고 있습니다. 주요 자동차 제조업체들과 각종 업무를 진행하면서 저는 AI가 설계 검증에서 생산 테스트에 이르기까지 모든 것을 어떻게 혁신하고 있는지 직접 목격했습니다. 이러한 변화는 제품 개발에 대한 접근 방식에 근본적인 변화를 나타내며, AI 고려 사항은 이제 애드온 기능으로 취급되는 것이 아니라, 설계 프로세스의 중심이 되고 있음을 느낄 수 있었습니다. 소프트웨어 정의 차량(SDV)의 개발이 확대됨에 따라 자동차와 상호 작용하는 방식에 대한 새로운 혁신이 눈앞에 다가왔습니다.
칩렛 아키텍처의 부상은 특히 지켜보는 이들로 인해 흥미로움과 긴장감을 갖도록 조성하고 있습니다. 칩 설계에 대한 이 모듈식 접근방식은 2024년에 놀라운 3자리 수 성장을 보였으며, 이는 우리 제조산업이 기존의 모놀리식 설계에 대한 대안을 적극적으로 수용하고 있음을 보여 줍니다. 지멘스, 멘토그래픽스 등을 비롯한 PLM, EDA 솔루션 업체들은 고급 패키지 솔루션을 통해 이러한 전환을 가능하게 하는 최전선에 서 있습니다. 저는 이 접근 방식을 통해 고객사에서 전자부품, 전자제품 및 반도체 칩 설계 및 제조 등에 대해 생각하는 방식에 혁신을 만드는 것을 보았습니다.
2. 전자산업 혁신 2024: 설계 자동화와 스마트 제조
전자 산업은 2024년에 자체적으로 주목할 만한 진화를 보였습니다. 이를 뒷받침하여, 전자 설계 자동화(EDA) 시장은 인쇄회로기판(PCB) 설계의 복잡성 증가와 고급 검증 도구에 대한 필요성에 의해 주도되어 상당한 성장을 경험했습니다. 최근 시장 분석에 따르면, 글로벌 EDA 시장은 2024년까지 149억 달러(약 20조원)에 도달할 것으로 예상되며 • 인공지능과 머신 러닝 기능이 엔지니어가 복잡한 설계에 접근하는 방식을 재구성할 것으로 예측되고 있습니다.
전력전자는 2024년에 전기 자동차 애플리케이션과 재생 에너지 시스템에서 특히 중요한 핵심 분야로 부상했습니다. 전력 반도체 장치 시장은 운송 및 산업 시스템의 전기 (Electrification) 증가에 힘입어 2024년에 480억 달러 (약 65조원)에 도달하면서 상당한 성장세를 나타내었습니다. 당사는 국내 대부분의 고객들이 차세대 제품에서 효율성과 열 성능을 최적화하기 위해 고급 전력전자 설계도구를 어떻게 활용하는지 직접 목격했습니다.
전자 제조 서비스(EMS) 부문은 2024년에 상당한 변화를 겪었으며, 글로벌 시장은 새로운 제조 패러다임에 대한 회복성과 적응성을 보였습니다. 시장 조사에 따르면 글로벌 EMS 시장은 2024년에 5,800억 달러(약 780조원)에 도달했으며, 스마트 제조 이니셔티브와 자동화가 상당한 생산성 향상을 주도했습니다. 디지털 제조 솔루션의 통합은 빠르게 진화하는 이 환경에서 경쟁력을 유지하는 데 매우 중요해졌습니다.
3. 반도체 산업의 미래 2025: 핵심 기술 및 시장 동향
2025년을 내다보면, 우리 제조 산업을 근본적으로 재편할 몇 가지 변혁적 움직임이 보입니다. 협업 플랫폼의 등장은 전통적인 조직적 경계를 무너뜨리고 반도체 생태계 전반에 걸쳐 전례 없는 수준의 협력을 가능하게 할 것으로 보입니다. 디지털 변혁 이니셔티브를 이끈 경험을 통해, 저는 이러한 변화가 단순히 리소스를 공유하는 것이 아니라 집단적 전문성과 역량을 활용하는 새로운 혁신 모델을 만드는 것임을 잘 알고 있습니다. 소프트웨어 정의 실리콘 기반 제품은 전장부품 및 전자제품의 진화에 점점 더 중심이 될것입니다. AI와 ML 워크로드가 요구 사항을 계속 주도함에 따라 하드웨어와 소프트웨어 간이 기존 경계가 모호해질 것으로 바라보고 있습니다. 고객사들과 협력하면서 이러한 융합이 설계 방법론에서 검증 프로세스에 이르기까지 모든 것을 재고하도록 강요하는 것을 보았습니다. 이 새로운 환경에서 성공하려면 전장부품, 전자제품 및 반도체 회사가 자신의 역할에 대해 다르게 생각하고 전체적인 공동 최적화 접근방식을 통해 소프트웨어 혁신의 가능자로 자리 매김해야 한다고 생각 합니다.
디지털 트윈 기술은 새로운 수준의 정교함에 도달하여 전장부품, 전자제품은 물론 반도체 가치 사슬 전체를 아우르는 가상 표현을 만들어 낼 것 입니다. 이러한 발전을 통해 초기 설계 개념에서 제조공정 및 최종제품 통합에 이르기까지 모든 것을 사뮬레이션하고 최적화하여 개발 주기를 획기적으로 단축하고 결과를 개선할 수 있습니다. 저는 당사에서 공급하고 있는 디지털 트윈 솔루션이 고객의 제품 출시 시간을 최대 30%까지 단축하는데 어떻게 도움이되 었는지를 여러 차례 목격하였습니다.
고급 패키징의 역할은 “무어 그 이상” 스케일링 전략을 추구함에 따라 더욱 중요해 질 것 입니다. 기존 트랜지스터 스케일링은 이점을 제공하지만, 제조산업계의 미래는 칩렛, 이기종통합, 3D 스태킹을 포함한 여러 접근 방식을 결합하여 최적의 성능과 효율성을 달성하는데 있습니다. 반도체 가치사슬 전반에 걸친 고객사와의 파트너십을 통해 이러한 기술이 완전히 새로운 전장부품, 전자제품 및 반도체 제품 클래스를 가능하게 하는 방식을 직접 경험하였고, 목격하였습니다.
지속 가능성은 협상할 수 없는 필수 조건으로 부상했습니다. 데이터 센터가 전례없는 에너지 수준을 소비함에 따라, 우리 산업은 보다 효율적인 솔루션을 개발하는데 앞장서야 합니다. 여기에는 전력 효율성을 위한 칩 아키텍처 최적화, 냉각에 대한 새로운 접근방식 개척, 제품 수명 주기 전반에 걸쳐 환경적으로 의식적인 설계관행 구현이 포함됩니다. 당사에서는 전체 솔루션 포트폴리오에서 이를 우선시하고, 고객이 제품 수명주기 전반에 걸쳐 가장 지속가능한 제품을 개발할 수 있도록 합니다.
4. 전자 시장 전망 2025: IoT, 전력 시스템 및 스마트 제조
사물 인터넷(IoT)은 전자시스템 설계 혁신을 계속 주도하고 있습니다. 최근 예측에 따르면 전 세계적으로 연결된 IoT 기기의 수는 2025년까지 250억 대를 초과할 것으로 예상 되며, 정교한 센서 기술과 전력 효율적인 설계에 대한 전례 없는 수요가 창출될 것입니다. 이러한 폭발적인 성장은 기존 전자 설계 방법론과 제조 공정의 경계를 넓히고 있습니다.
전력전자는 2025년에 점점 더 중요해질 것이며, 특히 재생 에너지시스템과 전기자동차 응용분야에서 더욱 중요해질 것입니다. NREL(National Renewable Energy Laboratory)의 연구에 따르면 와이드 밴드갭 반도체 소자는 이러한 애플리케이션에서 전력 변환 손실을 최대 50%까지 줄일 수 있으며, 이는 반도체와 전자 혁신의 중요 한 교차점을 강조합니다.
전자 설계 복잡성은 계속 증가하고 있으며, 오늘날의 제품은 종종 수백 개의 구성 요소를 통합하고 정교한 열관리 솔루션을 필요로 합니다. iNEMI(International Electronics Manufacturing Initiative) 로드맵은 전자 제품의 상당부분이 2025년까지 개선된 열 솔루션이 필요할 것이라고 제안하는데, 이는 현대 전자제품의 복잡성과 전력 밀도가 증가하고 있음을 반영합니다. 이러한 변화는 새로운 요구 사항을 충족하기 위해 설계 도구와 제조 공정의 혁신을 촉진할 것으로 예상됩니다.
5. 전자 분야의 신기술 2025: AI 엣지 컴퓨팅과 지속 가능한 제조
이러한 반도체 추세는 전자 산업 전반에 걸쳐 상당한 변화를 촉진할 것입니다. AI 및 ML 기능이 엣지에서 보편화되어 새로운 수준의 디바이스 인텔리전스와 자율성을 실현할 것입니다. 5G 인프라의 지속적인 출시는 스마트 시티에서 첨단 의료 시스템에 이르기까지 진정한 초연결 애플리케이션을 위한 기회를 창출할 것입니다. 저는 특히 이러한 기술이 우리가 아직 상상조차 하지 못했던 새로운 사용 사례를 어떻게 구현할지 기대하고 있습니다.
지속가능성을 향한 노력은 칩 설계를 넘어 전체 전자제품 제조 공정으로 확대되어 재료 소싱부터 제품 재활용성까지 혁신을 주도할 것입니다. 한편, 플렉서블 전자기기와 웨어러블 기술의 발전은 우리가 전자기기와 상호작용하는 방식에 새로운 지평을 열어 완전히 새로운 제품 카테고리를 위한 기회를 창출할 것입니다.
2025년에 접어들면서 반도체 및 전자산업은 AI, 5G, 소프트웨어 정의 제품, 지속 가능한 업무, 첨단 패키징 기술을 기반으로 지능형 연결 생태계로 융합되고 있는 것이 분명합니다. 이 새로운 환경에서 성공하려면 여러 영역간의 협업과 최적화된 시스템 설계 접근 방식을 수용해야 합니다. Delta ES는 이러한 변화를 실현하고 업계가 이 흥미로운 미래 비전을 실현하는 데 도움이 되는 도구와 플랫폼을 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다.
Reference:
Michael Munsey
Vice President Semiconductor Industry - Siemens Digital Industries Software
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