AI가 반도체 제조를 바꾼다…공정·장비·팩토리 전반으로 확산

[산업일보]
AI와 데이터 기술이 반도체 제조 전반으로 확산되면서 공정 제어, 장비 운영, 생산 최적화 방식에 구조적 변화가 나타나고 있다. 단순 자동화를 넘어 데이터 기반 의사결정과 자율 최적화 단계로 진입하면서, 반도체 제조는 ‘AI 네이티브’ 환경으로 빠르게 이동하는 모습이다.

반도체 생태계 전 영역을 아우르는 ‘세미콘 코리아 2026(SEMICON KOREA 2026)'을 주최하는 한국SEMI는 11일 서울 코엑스에서 전시회와 반도체 업계 동향을 공유하는 기자간담회를 개최했다.



씨티그룹의 이세철 전무는 이날 ‘Semiconductor Market Outlook’이라는 주제로 최근 반도체 분야의 시장 현황을 짚었다.

이 전무는 “기존에는 개별 공정 단위에서 경험과 룰 기반으로 최적화를 시도했으나, 최근에는 전 공정을 통합적으로 분석·제어하는 AI 기반 접근 방식이 확대되고 있다”며 “이를 통해 수율 개선, 불량률 감소, 공정 변동성 최소화, 장비 가동률 극대화 등 전반적인 생산성과 품질 향상이 가능해졌다”고 언급했다.

그의 설명에 따르면, AI 기반 공정 제어 기술은 센서 데이터, 계측 데이터, 공정 이력 데이터를 실시간으로 분석해 공정 조건을 자동으로 보정하는 방향으로 발전하고 있다. 공정 중 발생하는 미세한 이상 징후를 조기에 감지하고, 불량 발생 이전 단계에서 사전 대응이 가능해지면서 품질 안정성이 크게 높아지고 있다.

장비 영역에서도 AI 도입이 가속화되고 있다. 이 전무는 “장비에서 생성되는 대규모 로그 데이터와 센서 데이터를 기반으로 예지보전 기술이 적용되면서, 비계획 정지를 줄이고 장비 가동률을 높이는 효과가 나타나고 있다”며 “장비 조건 자동 최적화, 공정 레시피 자동 조정, 유지보수 일정 자동화 등을 통해 운영 효율성이 크게 개선되고 있다”고 말했다.

“스마트 팩토리 구현을 위한 데이터 통합 플랫폼도 핵심 요소로 부상하고 있다”고 말한 이 전무는 “이를 통해 생산 계획 변경, 수요 변동 대응, 공급망 리스크 관리까지 연계된 의사결정 체계 구축이 가능해졌다”고 소개했다.

이 전무는 “반도체 업계는 향후 반도체 제조 현장에서 AI 활용 범위가 단순 공정 최적화를 넘어, 밸류체인 전반으로 확대될 것”이라고 전망하면서 “AI가 반도체 제조 경쟁력의 핵심 요소로 자리 잡으면서, 데이터 확보 역량과 AI 모델 운용 능력이 기업 간 격차를 좌우하는 핵심 지표로 부상하고 있다”고 분석했다.

반도체 관련 누적 투자 규모 1조 달러 시대 ‘활짝’


SEMI의 클락 청 시니어 디렉터는 ‘Semiconductor Equipment & Materials Outlook’이라는 주제의 발표를 통해 반도체 분야의 최근 시장 상황에 대한 분석을 공유했다.

클락 청 시니어 디렉터는 “글로벌 반도체 산업이 대규모 설비투자(이하 CAPEX) 사이클에 진입했으며, 향후 누적 투자 규모가 1조 달러(약 1,300조 원) 수준에 이를 것”이라며 “AI 확산과 데이터센터 투자 확대, 첨단 공정 전환 가속화가 맞물리면서, 장비·소재·공정 전반에서 대규모 투자가 동시에 진행되고 있다”고 설명했다.

그는 “현재 반도체 산업이 단기 경기 회복 국면을 넘어 중장기 구조적 성장 국면에 진입했다”며 “AI 서버, 고성능 컴퓨팅(HPC), 자율주행, 산업용 AI 수요 증가로 인해 첨단 로직 반도체와 HBM 중심의 고부가 제품 비중이 빠르게 확대되고 있으며, 이에 따라 글로벌 반도체 시장 규모 역시 빠른 성장세를 보이고 있다”고 평가했다.

클락 청 시니어 디렉터에 따르면, 수출 지표도 회복세를 보이고 있다. 주요 반도체 생산국들의 반도체 수출은 전년 대비 두 자릿수 증가율을 기록하고 있으며, 특히 메모리 반도체와 AI 가속기 관련 제품의 수출 증가세가 전체 실적을 견인하고 있다.

“글로벌 반도체 기업들의 CAPEX 집행 규모가 다시 확대 국면으로 전환되면서, 전공정 장비, 후공정 패키징, 검사·계측 장비 시장까지 동반 성장세가 나타나고 있다”고 분석한 그는 “현재 투자 사이클은 AI 인프라 구축과 직접적으로 연결돼 있어, 과거보다 투자 지속성이 훨씬 강하다”고 강조했다.