글로벌 반도체 기업들의 혁신 경쟁은 매우 치열하다. 이는 최근 기술 발전과 시장수요의 변화에 따라 더욱 가속화하고 있다. 현재 반도체산업은 신소재 혁신과 고급 후처리 기술로의 패러다임 전환이 요구되며, 특히 생성형 AI 확인으로 고성능·에너지 효율적 반도체 수요에 대응해야 한다. 한국은 메모리 반도체와 첨단 파운드리 공정에서 선두 주자로 자리 잡았지만, 시스템 반도체, AI 차세대 반도체, 팹리스, 소재, 부품, 패키징 분야에서의 경쟁력을 강화해야 한다는 과제를 안고 있다. 한국은 K-반도체 전략을 통해 2030년까지 반도체 공급망에서 세계적 리더가 되는 것을 목표로 하고 있지만, 극복해야 할 기술적·경쟁적 장애물이 가득하다.

포브스코리아는 글로벌 지식재산권 데이터베이스 운영·분석 기업 광개토연구소와 함께 ‘대한민국 파워 혁신기업 30 반도체 섹터’를 공동 선정했다. 특허 파급력 지수를 기반으로 한국 반도체 기업들의 혁신을 정량화해 기업들의 기술력과 시장 경쟁력을 객관적으로 평가하기 위함이다. 포브스코리아는 지난 2022년 특허를 포함한 지식재산권을 분석해 혁신인재 집적도를 기반으로 한 ‘대한민국 파워 혁신기업 100’을 선정한 바 있다. 이번 선정은 혁신도 정량화의 후속 편으로 산업별로, 더욱 깊이 들여다볼 수 있도록 했다.

※ 방법론 - 대한민국 파워 혁신기업 30-반도체 섹터 선정은 반도체 기업들이 보유한 지식재산권의 파급력에 초점을 맞췄다. 각 기업이 보유한 특허를 대상으로 파급력을 정량화하기 위해 5가지 분류의 10가지 지표(표 참조)를 종합적으로 분석해 ‘특허 파급력 지수(Patent Impact Score)’를 산출했다. 10가지 지표 중 특히 지식재산권의 영향력에 초점을 맞추고자 ‘심사관 피인용 수’, ‘후행 특허 거절 수’에 가중치를 부여했다. 평가 대상은 국적이 한국인 반도체 기업으로 한국반도체산업협회, 반도체공학회, 한국금형협동조합 등에 속한 회원사 354곳으로 시작했다. 이 중 지식재산권 정보가 없는 곳과 상사·재료업체 등 일부를 필터링해 후보군을 228개사로 좁혔다. 대상 기업의 분야는 ▶종합반도체제조사 ▶팹리스 ▶장비업체 ▶소자업체 ▶테스트/ 패키징업체 ▶반도체부품가공업체 ▶반도체금형 등으로 한정했다. 평가 대상 기업의 특허 파급력 지수에 따라 상위 30개 기업을 꼽아 대한민국 파워 혁신기업 30-반도체 섹터를 최종 선정했다.

삼성전자 | 분류: 종합반도체제조사 특허파급력지수: 89.69

명실상부한 한국의 대표 반도체 기업이지만 최근 삼성전자 안팎에서 위기론이 제기되고 있다. 최근 삼성전자의 주력인 범용 D램 실적이 부진하고, AI 반도체로 불리는 고대역폭메모리(HBM) 사업 부진과 파운드리(반도체 위탁생산) 실적 악화 등을 겪고 있기 때문이다. 글로벌 투자은행들은 삼성전자를 ‘허약한 반도체 거인’이라고 꼬집기까지 했다. 삼성전자의 특허는 양적·질적 지표에서 모두 최고 수준이다. 특허 파급력 지수의 10개 지표 중 6개(출원 공개 특허 수, 해외 패밀리 수, 심사관 피인용 수, 후행 특허 거절 수, 거래 특허 수, self 피인용 수)에서 가장 높은 평가를 받았다. 전체 특허 중 반도체 관련 키워드별로 들여다보면, 반도체 칩 5795건, 반도체 패턴 1418건, 반도체 제조 장비 754건, 표면반도체 621건, 웨이퍼 로딩 594건, 칩 반도체 패키지 587건 등으로 잡힌다.

SK하이닉스 | 종합반도체제조사 23.13

최근 SK하이닉스는 AI 반도체 관련 HBM 사업에서 두각을 나타내며 역대 최대 실적을 이어가고 있다. 글로벌 HBM 시장에서 SK하이닉스가 차지하는 점유율은 50%가 넘고, 가격은 일반 D램보다 3~5배 이상 높은 것으로 알려져 수요가 늘면서 자연스럽게 수익성 측면에서도 긍정적인 영향을 미치고 있다. 전체 특허 중 반도체 관련 키워드별로 들여다보면, 필름단계(2708건), 층간 절연층(1841건), 반도체장치 배선(1535건), 접촉저항(1224건), 반도체웨이퍼(1149건), 반도체 집적도(934건) 등이 잡힌다.

세메스 | 장비업체 21.09

삼성전자 계열의 세메스는 반도체 공정에 필수인 세정·검사·이송 관련 장비를 생산하는 국내 최대 종합반도체 장비 기업이다. 2023년 말 기준 매출 2조5155억원, 영업이익 667억원을 기록했다. 세메스는 전량 수입에 의존하던 반도체 포토공정용 트랙 장비인 불화아르곤이머전(ArF-i) 스피너를 국내 최초로 개발해 최근 본격 양산에 들어갔다. 스피너는 웨이퍼 표면에 고집적 미세회로를 형성하기 위해 감광액을 골고루 도포하고 노광 후 형성된 패턴을 현상하는 설비다. 일본 반도체 업체 도쿄일렉트론(TEL)이 시장점유율 90% 이상을 차지하며 독점하고 있는 장비다. 전체 특허 중 반도체 관련 키워드별로 들여다보면, 약액(chemical liquid, 946건), 이송로봇(487건), 처리 공간이 있는 챔버(365건), 기판처리장비(262건), 초임계 유체(207건) 등이 잡힌다.

SK키파운드리 | 소자업체 14.99

SK하이닉스의 자회사 SK키파운드리는 올해 전력 반도체 생산을 위해 4세대 0.18㎛를 비롯해 신규 BCD 공정을 잇달아 출시하며 사업을 확장했다. 또 회사는 내년 하반기에 차세대 전력 반도체인 GaN(질화갈륨)을 양산할 계획이며, SiC(실리콘카바이드) 반도체 생산도 검토 중이다. 전체 특허 중 반도체 관련 키워드별로 들여다보면, 층간 절연막(241건), 소자분리막(151건), 포토레지스트 패턴(150건), 에칭 마스크(87건) 등이 잡힌다.

하이딥 | 팹리스 14.85

반도체 설계 전문 팹리스 기업으로, 모바일기기의 차세대 터치 솔루션 기술을 개발하고 디스플레이에 대응 가능한 터치 집적회로(IC) 제품을 공급하는 사업을 하고 있다. 현재는 OLED 디스플레이의 최신 기술인 LTPO On-cell Flexible OLED 디스플레이에 대해 안정적인 터치 성능을 확보할 수 있는 독자 기술을 개발하여 양산에 적용하고 있다.

제이티 | 장비업체 14.80

반도체 검사 장비 기업인 제이티는 반도체 검사장비 개발·판매를 주요 사업으로 운영한다. 반도체 검사 장비 설계·개발 전문 기업으로, 자체 생산설비는 보유하지 않고 외주를 주어 생산하고 있다. 주로 울트라신글래스(UTG) 레이저 커팅 장비를 납품하고 있다. 이는 레이저를 사용해 UTG 공정에 사용하는 글래스 원장을 자동으로 커팅하는 장비로, 유리기판 제조에 사용되는 것으로 알려져 있다. 전체 특허 중 반도체 관련 키워드별로 들여다보면, 버퍼 트레이(buffer tray, 7건), 공압 변속장치(7건), 테스트 온도(6건), 이동 모듈(5건) 등이 잡힌다.

한미반도체 | 반도체금형 14.79

반도체 후공정 장비를 국산화하는 토대를 닦아온 한미반도체는 최근 HBM 장비 시장을 독점하며, 창사 이래 최대 분기 매출 실적을 기록했다. 한미반도체는 올해 3분기부터 시작된 인공지능 반도체의 핵심인 HBM용 TC 본더의 본격 납품과 2025년 말 완공 목표로 추진 중인 HBM TC 본더 전용 신규 공장 증설로 향후 지속적인 매출 성장이 전망된다. 전체 특허 중 반도체 관련 키워드별로 들여다보면, 레이저빔(24건), 반도체 재료 절단(22건), 반도체 검사(21건), 장치 반도체(12건) 등이 잡힌다.

메타씨앤아이 | 팹리스 14.51

시스템 반도체 강소기업인 메타씨앤아이는 주로 스마트폰 디스플레이에 사용되는 반도체칩 설계 전문 팹리스 기업이다. 전체 특허 중 반도체 관련 키워드별로 들여다보면, 메모리셀에 공급되는 전압(2건), 상승 에지와 동기화(2건), 래치 구조를 갖는 메모리셀(2건) 등이 잡힌다.

딥엑스 | 팹리스 13.53

딥엑스는 자체 개발한 NPU 기술을 토대로 ‘전성비(전력 대비 성능)’가 뛰어난 AI 반도체를 개발하고 있다. 딥엑스 기술은 네트워크를 거치지 않고 최종 기기(단말)에서 자체 AI 연산을 할 수 있는 ‘온디바이스 AI(에지 AI)’에 특화했다. 최근에는 1세대 AI 반도체칩 ‘DX-M1’ 양산에 돌입했다. 전체 특허 중 반도체 관련 키워드별로 들여다보면, 인공신경망(66건), NPU메모리(8건), HBM(5건) 등이 잡힌다.

에이직랜드 | 팹리스 13.38

에이직랜드는 주문형 반도체(ASIC) 디자인 솔루션 기업이다. 세계 최대 규모의 파운드리 업체인 대만 TSMC의 국내 유일 VCA(TSMC와 가장 높은 수준의 협업 체계를 구축하는 협력사)로 유명하다. 전체 특허 중 반도체 관련 키워드별로 들여다보면, 배치 위치를 나타내는 정보(4건), 전력소비성능(4건) 등이 잡힌다.

이솔 | 장비업체 13.37

이솔은 반도체 극자외선(EUV) 공정에 사용되는 마스크 계측·검사 장비와 펠리클(Pellicle, 보호박막)의 투과도 검사 장비 등을 제작·판매하는 기업이다. 반도체를 제조하기 위해서는 회로가 새겨진 원판(마스크)에 빛을 투사하고, 이를 웨이퍼에 새기는 노광공정을 거쳐야 한다. EUV는 이 노광공정에 쓰이는 차세대 광원이다.기존 반도체에 회로를 새기는 노광공정에서 활발히 쓰여온 ArF(불화아르곤) 대비 빛의 파장이 짧아, 미세 회로 구현에 용이하다는 장점이 있다. 이솔은 산업부 소재부품개발기술사업을 수행해 펠리클의 투과도를 검사하는 장비를 개발해냈다. 이후 이 장비를 활용한 펠리클의 EUV 투과도 검사 방법을 IEC에 신규 국제표준안으로 제안했다.

오픈엣지테크놀로지 | 팹리스 13.37

반도체 설계자산(IP) 플랫폼 전문 회사 오픈엣지테크놀로지(이하 오픈엣지)는 최근 자사의 메모리 컨트롤러와 DDR PHY IP 제품에 대해 자동차 기능 안전 글로벌 표준인 ISO 26262 ASIL-B 등급 인증을 획득했다. ISO 26262 인증은 최근 차량용 반도체 설계를 계획하는 글로벌 팹리스 업계에서 필수적으로 요구된다. 자율주행·첨단 운전자 지원 시스템(ADAS) 등 안전이 필수적인 기술의 발전에 따라 반도체 IP의 안전성 보장이 더욱 중요한 요소가 되었다.

넥스트칩 | 팹리스 13.32

넥스트칩은 앤씨앤에서 자동차용 반도체 사업을 물적분할한 뒤 지난 2019년 설립됐다. 현재까지 ▶영상신호를 처리하는 ‘ISP’ ▶영상신호를 전송하는 ‘AHD’ ▶자율주행에 있어 두뇌 역할을 하는 첨단운전보조시스템(ADAS) ‘AP’ 등 반도체 라인업을 확보했다. 넥스트칩은 이 중 ISP를 현대차·기아를 비롯해 중국 비야디(BYD) 등 국내외 유수 완성차 업체들에 공급한다.

주성엔지니어링 | 장비업체 13.24

1993년 설립한 주성엔지니어링은 국내 반도체 장비 1세대 기업이다. 특히 세계 최초로 원자층증착장비 양산에 성공하며 업계에서 주목을 받았다. 최근 자체 기술력으로 개발한 DTC(Deep Trench Capacitor) 실리콘 캐패시터 ALD 장비를 출하했다. 실리콘 캐패시터는 차세대 반도체 부품으로 떠올랐다. 특허 중 반응공간(299건), 기판에 박막(112건), 투명 전도층 형성(56건), 결합 플라스마(40건), 원자층 증착공정(27건) 등이 잡힌다.

엠텍비젼 | 팹리스 13.23

엠텍비젼은 영상신호처리 반도체·시스템 전문 기업으로, 창업 이래 줄곧 영상인식 분야에 특화된 영상인식 설계자산(IP)과 반도체, 소프트웨어 등을 통합 응용해왔다. 엠텍비젼은 글로벌 자동차용 반도체 회사에 안전주행과 관련된 영상신호처리 반도체칩을 공급해왔다. 자사 브랜드로 판매 중인 이미지신호처리 반도체(MV9351)는 자동차의 안전주행을 돕는 영상취득부·디지털카메라 전용 칩으로도 사용된다. 또 상용 로봇비전 등에 활용되는 머신비전에 적합한 칩과 소프트웨어를 개발하여 공급하고 있다.

원익IPS | 장비업체 13.21

반도체 장비 제조 기업 원익IPS는 PECVD 성장 방식 공정과 멀티패터닝 기술이 적용된 박막 생성·저온 기술을 보유하고 있으며, GAA 기술로 3nm 파운드리 제품을 양산한다. 전체 특허 중 반도체 관련 키워드별로 들여다보면, 박막 증착(272건), 반응 가스(421건), 기판 안착(105건), 이송 로봇(81건), 공정 가스 주입(78건) 등이 잡힌다.

러셀 | 장비업체 13.05

러셀은 반도체 장비 제조 전문 기업으로, 중고 반도체 증착 장비를 고객 요구에 맞게 개조·업그레이드해 재판매하는 리퍼비시 사업을 한다. 반도체에 박막을 부착하는 증착 장비에 특화된 반도체 중고 장비 업체로, 업체 인지도와 기술력, 가격경쟁력 등에서 주목받았다.

두산테스나 | 테스트/패키징업체 13.04

시스템 반도체 웨이퍼 테스트 분야 기업인 테스나를 지난 2022년 두산이 인수했다. 두산테스나는 애플리케이션프로세서(AP)와 카메라이미지센서(CIS) 등 시스템 반도체 테스트 분야 국내 1위 기업이다. 두산테스나는 최근 이미지센서 후공정 전문 기업인 ‘엔지온’을 인수했다. 두산테스나는 엔지온을 인수해 CIS 관련 반도체 후공정 밸류체인을 확대하고, 향후 테스트와 리컨을 결합한 이미지센서 반도체 후공정 턴키 솔루션을 제공할 계획이다.

테크윙 | 장비업체 13.04

반도체 테스트 검사 장비 전문 기업 테크윙은 SK하이닉스, 마이크론, 키옥시아, 인텔, 인피니온 등 세계적인 반도체 기업들에 검사 장비를 공급하며 기술력을 인정받았다. 최근 특히 HBM 시장의 성장에 힘입어 HBM 핸들러 부문에서 두각을 나타내고 있다. 곧 출시하는 HBM 테스터 ‘큐브 프로버’는 HBM 칩의 성능을 정확하게 검사하는 데 특화된 장비로, HBM 수요가 급증하는 가운데 기대를 모으고 있다. 전체 특허 중 반도체 관련 키워드별로 들여다보면, 테스트핸들러(319건), 고객 트레이(97건), 전자부품가공(21건), 수평무버(20건) 등이 잡힌다.

LX세미콘 | 팹리스 13.03

LX세미콘(구 실리콘웍스)은 지난 2021년 LX홀딩스에 편입되면서 사명을 변경했다. LX세미콘은 디스플레이구동칩(DDI), 타이밍컨트롤러(T-Con), 전력관리반도체(PMIC) 등을 전문으로 개발해온 팹리스 기업이다. 특히 LG디스플레이에 납품하는 DDI가 차지하는 매출 비중이 90%에 달할 정도로 높다. 신(新)성장동력으로 반도체 업계에서 ‘꿈의 기판’이라고 불리는 유리기판 개발을 추진하고 있다.

티에스이 | 장비업체 13.00

티에스이는 반도체·전자제품의 검사 장비를 만드는 회사다. 반도체 패키지 테스트, 웨이퍼 테스트 등 검사 용역 사업도 하고 있다. 주 거래처는 SK하이닉스, 삼성전자 등이고 주요 제품은 프로브카드, 인터페이스보드 등 반도체 검사 장비다. 프로브카드는 반도체의 동작을 검사하기 위해 반도체칩과 테스트 장비를 연결하는 장치이고, 인터페이스보드는 핸들러와 테스터를 연결하는 장치다. 전체 특허 중 반도체 관련 키워드별로 들여다보면, 탄성 절연(47건), 소자 테스트(25건), 패키지 테스트(25건), 프로브 블록(17건), PoP반도체(8건) 등이 잡힌다.

네패스 | 테스트/패키징업체 12.94

네패스는 시스템 반도체 패키징과 전자재료 사업을 운영한다. 국내 대다수 후공정(OSAT) 업체들이 메모리 패키징 사업에 집중하는 것과 달리 네패스는 비메모리 후공정에 주력하며 차별화를 이뤘다. 네패스는 2000년 WLP(웨이퍼 레벨 패키징) 양산 이후, 국내 최초로 FO-WLP(팬아웃-웨이퍼 레벨 패키징) 양산 기술을 먼저 확보하며 경쟁력을 입증했다. 현재 네패스 매출에서 글로벌 1위 스마트폰용 PMIC(전력관리반도체)가 큰 비중을 차지한다. 전체 특허 중 반도체 관련 키워드별로 들여다보면, 방열(22건), 패키지 제조(21건), 전도성 포스트(20건), 반도체칩 덮기(14건) 등이 잡힌다.

케이씨텍 | 장비업체 12.93

케이씨텍은 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 장비 사업을 하고 있다. CMP는 반도체 웨이퍼 표면을 매끈하게 연마하는 공정으로, 반도체 제조 과정에서 필수적인 단계다. 케이씨텍은 반도체 전 공정 장비와 소모성 재료의 제조·판매를 주력 사업으로 영위하며, 반도체 CMP, 세정장비 디스플레이 Wetstation ·Coater 장비, 반도체 Slurry 등 라인업을 갖추었다. 전체 특허 중 반도체 관련 키워드별로 들여다보면, 말론산(155건), 프로피온산(122건), 말산(116건), 폴리에틸렌(88건), 폴리프로필렌(64건), 수산화마그네슘(61건), 계면활성제(58건) 등이 잡힌다.

미래컴퍼니 | 장비업체 12.73

미래컴퍼니는 에지 그라인더 분야에서 핵심 기술력을 확보하고 국산화를 이끌어낸 업체로 꼽힌다. 디스플레이 패널 가공 장비인 에지 그라인더는 그라인딩 휠을 고속으로 회전해 패널의 외경과 모서리 부분을 원하는 치수, 형상, 조도 등을 가공하는 장비이다. 미래컴퍼니는 에지 그라인더 시장에서 세계 1위 자리를 차지한 뒤 이제 반도체 정밀가공 시장에도 진출해 일본 기업들의 독과점을 깼다. 전체 특허 중 반도체 관련 키워드별로 들여다보면, 레이저빔(46건), 탄성력(16건), 테라헤르츠파(11건), 노치가 있는 웨이퍼(9건) 등이 잡힌다.

로체시스템즈 | 장비업체 12.67

로체시스템즈는 반도체 장비와 평판디스플레이(FPD) 장비 부문 매출이 각각 46.9%, 37.8%를 차지한다. 로체시스템즈는 FPD 생산 과정에 적용되는 Glass Cutting Machine(GCM)을 2000년 초반에 세계 최초로 개발했다. 디스플레이 장비가 주력이었지만 지난 2018년부터 반도체 장비 부문에서도 두각을 드러내기 시작했다.

오로스테크놀로지 | 장비업체 12.66

오로스테크놀로지는 지난 2009년에 설립된 반도체 장비업체로, 노광공정에서 계측과 검사를 하는 장비를 개발·제조한다. 주력 매출은 반도체 노광공정 내 회로 패턴이 적층되는 과정에서 하부 패턴과 상부 패턴 간의 정렬 상태를 계측하는 오버레이(Overlay) 장비다. 반도체 미세화로 노광공정의 증가가 전망되고 이에 따라 오버레이 장비 또한 수요가 확대될 것으로 예상된다. 전체 특허 중 반도체 관련 키워드별로 들여다보면, 오버레이 마크(37건), 오버레이 측정 장치(30건), 연속패턴(15건), 오버레이 오차(11건) 등이 잡힌다.

에이피시스템 | 장비업체 12.64

에이피시스템은 반도체 장비 제어 SW사업을 시작으로 반도체, LCD, AMOLED 장비로 계속 확장해 안정적인 사업과 제품군을 갖춘 기업이다. 에이피시스템의 ELA(Excimer Laser Annealing) 시스템은 고출력 Xecl 엑시머 레이저, 빔 전송 광학계, 에어베어링 형태의 정밀 스테이지, 운송 시스템, SEMI 표준 GUI 소프트웨어로 구성됐다. 전체 특허 중 반도체 관련 키워드별로 들여다보면, 자외선(13건), 레이저 가공장치(11건), 방향기판(10건), 기판 지지기(8건), 변위 센서(8건), 가스분사(8건) 등이 잡힌다.

에이디테크놀로지 | 팹리스 12.62

에이디테크놀로지는 팹리스가 설계한 코드를 공장에서 실제 칩으로 제작할 수 있게 여러 가지 전기신호를 연결하는 등 도면화해 파운드리에 전달하는 디자인하우스다. 또 팹리스의 시스템온칩(SoC) 중 핵심 칩 설계를 제외한 나머지 부분 설계도 제공한다. 패키징과 검사까지 모두 책임지는 턴키(일괄 수주) 사업도 하고 있다. 특히 자동차와 인공지능(AI), 고성능컴퓨터(HPC) 분야 맞춤형 플랫폼에 강점 있는 하우스로 알려져 있으며 2nm(나노미터, 10억 분의 1m) 공정 과제를 주력으로 하고 있다. 전체 특허 중 반도체 관련 키워드별로 들여다보면, 회로 보호(2건), 부유확선영역(1건), 다이오드 클램핑(1건), ESD보호(1건) 등이 잡힌다.

엘오티베큠 | 장비업체 12.51

엘오티베큠은 반도체 공정에 사용되는 진공펌프를 비롯해 반도체 베이크 공정의 베이크 유닛(Bake Unit), 베이크 모듈(Bake Module)을 생산한다. 베이크 공정은 반도체 제조 공정에서 코팅된 웨이퍼를 일정한 온도로 가열해 코팅층을 경화하는 과정이다. 전체 특허 중 반도체 관련 키워드별로 들여다보면, 플라스마 반응기(23건), 반응 공간(5건), 펌프 배기(5건), 반도체 생산 시설(4건) 등이 잡힌다.

엔비스아나 | 장비업체 12.47

엔비스아나는 반도체 생산공정 진행 중 초극미량의 금속성 오염 모니터링을 전자동으로 분석하는 장비를 세계 최초로 개발해 공급하고 있다. 공정 미세화에 따라 반도체 불량을 유발할 가능성이 커지며 제조공정 진행 중 오염을 감지하기 위한 기술 요구는 더욱 높아졌다. 전체 특허 중 반도체 관련 키워드별로 들여다보면, 오염물 분석(5건), 웨이퍼 스캐닝(3건), 음압상태(2건), 에어로졸 생성(2건), 압력 센서(2건), 분석물 포함 용액(1건) 등이 잡힌다.