AI 반도체 패권 경쟁…韓·中·日, 투자 전략도 달랐다

韓 주도권 유지·日 부활 노림수·中 자립 강화

인공지능(AI) 시대 반도체가 국가 경쟁력을 좌우하는 핵심 산업으로 떠오르면서 한국과 일본, 중국이 대규모 투자 경쟁을 벌이고 있다. 한국은 고대역폭메모리(HBM) 등 AI 메모리 초격차 유지에 집중하고 있다. 일본은 반도체 산업 재건에 속도를 내고 있다. 중국은 미국의 규제를 돌파하기 위해 기술 자립에 국가 역량을 쏟고 있다.

/ 챗GPT

7일 반도체 업계에 따르면 한국은 세계 메모리 반도체 1위 자리를 지키는 데 정책과 투자를 집중하고 있다. AI 시장 확대와 함께 고대역폭메모리(HBM)가 핵심 반도체로 떠오르면서 삼성전자와 SK하이닉스가 확보한 기술 우위를 유지하는 것이 국가 경쟁력과 직결된다는 판단에서다.

정부는 반도체 특별법 추진과 세제 지원, 전력·용수 등 기반시설 확충으로 기업 투자를 뒷받침하며 용인 국가산업단지를 중심으로 세계 최대 규모의 반도체 클러스터를 조성하고 있다. 삼성전자와 SK하이닉스를 중심으로 360조원 이상이 투입되는 용인 클러스터에는 총 10개의 첨단 반도체 생산시설이 들어설 예정이다.

민간 투자도 AI 반도체를 중심으로 이어지고 있다. 삼성전자는 미래 산업 경쟁력 확보를 위해 국내에 총 2655조원을 투자하는 계획을 발표했다. 이 가운데 2030조원을 평택·용인 반도체 클러스터에 투입하고, 호남 반도체 클러스터 신설과 충남 HBM 패키징 공장 구축 등을 추진한다.

SK그룹도 반도체와 AI 인프라 구축을 위해 총 2100조원의 중장기 투자 계획을 내놨다. SK하이닉스는 용인과 청주, 서남권을 잇는 AI 메모리 생산벨트 구축에 1100조원을 단계적으로 투입하고, SK텔레콤은 전국에 총 15GW 규모 AI 데이터센터 구축에 1000조원을 투자할 방침이다.

일본은 잃어버린 반도체 경쟁력을 되찾기 위해 산업 재건에 속도를 내고 있다. 1980년대 세계 반도체 시장을 주도했지만 한국과 대만에 주도권을 내준 이후 존재감이 크게 약해진 만큼 AI 시대를 재도약의 기회로 삼겠다는 전략이다. 정부는 대규모 보조금을 앞세워 해외 기업을 유치하는 한편 차세대 공정 확보에도 적극 나서고 있다.

대표 사례는 TSMC 구마모토 공장이다. 1공장은 12~28나노 제품을 생산하고 있으며, 2공장은 2027년 말 가동을 목표로 건설이 진행되고 있다. 메모리 분야에서도 미국 반도체 기업 마이크론이 히로시마 공장에 1조5000억엔(약 14조2000억원)을 투자해 신규 제조동을 건설하고 2028년 하반기부터 D램과 HBM4E 등 AI용 차세대 메모리를 생산할 계획이다.

일본 정부와 민간이 공동 설립한 라피더스도 2028년 3월 이전 2나노 반도체 양산을 목표로 개발을 진행하고 있으며, 정부는 반도체 산업 육성을 위해 향후 10조엔(약 95조원) 이상을 지원할 계획이다.

중국의 경우 미국의 첨단 반도체 수출 규제를 계기로 기술 자립에 국가 역량을 집중하고 있다. 첨단 장비와 AI 반도체 확보가 어려워지면서 반도체 자립은 산업 정책을 넘어 경제안보 전략으로 자리 잡았다. 국가반도체산업투자기금(빅펀드)과 지방정부 보조금을 기반으로 메모리와 파운드리, 반도체 장비 등 공급망 전반에 대한 투자를 확대하며 자체 생태계 구축에 나서고 있다.

기술 추격도 예상보다 빠르다. 중국 최대 D램 업체인 CXMT는 3세대(1z) 16나노 공정 기반 DDR5를 양산하고 있으며 HBM2 기술 확보에 이어 HBM3 8단 양산과 12단 HBM 개발도 추진하고 있다.

대외경제정책연구원(KIEP)은 한국과 중국의 D램 기술 격차를 약 5년 수준으로 분석했다. 낸드플래시 분야에서도 YMTC는 267~294단 차세대 낸드 기술을 개발 중이다. 아직 삼성전자와 SK하이닉스 대비 첨단 공정과 양산 안정성에서는 차이가 있지만 AI 메모리 시장까지 추격 범위를 넓히고 있다는 점에서 경계감이 커지고 있다.

결국 세 나라 모두 반도체에 막대한 자금을 투입하고 있지만 셈법은 서로 다르다. AI 반도체 수요가 폭발적으로 늘어나는 현 시점이 글로벌 반도체 패권의 향방을 가를 분기점이 될 것이라는 전망이 나온다. 

박재근 한양대 융합전자공학부 교수는 "반도체 인프라 구축에는 통상 7년 안팎이 걸리는 만큼 산업단지와 기반시설은 선제적으로 준비할 필요가 있다"며 "글로벌 반도체 패권 경쟁이 치열한 만큼 정책 추진 속도를 높여 골든타임을 놓치지 말아야 한다"고 제언했다.

변상이 기자
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