파운드리 반도체와 삼성전자의 미래

작년 삼성전자 이재용 부회장은 반도체 부문중 파운드리에서 세계 1위를 위해 최선을 다하겠다고 인터뷰하는 것을 본 적이 있습니다. 삼성전자는 이미 반도체에서 세계 1위라는 부동의 위치에 있는 걸로 아는데,,, 갑자기 파운드리 세계 1위를 하겠다고 할까요?

 

세계 1위 자리를 놓친 건가요? 대만의 TSMC에게 ~~~

 

삼성전자는 반도체 메모리 분야에서 세계 1위이며, 파운드리는 대만의 TSMC가 부동의 1위 자리를 굳건히 지키고 있습니다. 최근 반도체에서는 메모리나 시스템반도체의 팹리스 분야보다 파운드리 분야가 현재 가장 중요한 반도체 분야가 되어버려 삼성전자도 파운드리 분야에 본격적인 투자에 뛰어 들었습니다.

 

그럼 지금부터 반도체에서 메모리, 비메모리, 시스템, 파운드리, 팹리스, 패키징 등의 종류가 많은데요, 대부분의 사람들은 삼성전자가 언제 파운드리 1위가 되는거지, 금방 1위를 차지 하겠지라고 합니다, 그건 위에서 언급한대로 반도체에 대한 이해가 없어서 하는 걱정이며 투자자로서의 조바심인 것 같습니다. 그래서 반도체에 대하여 자세히 알고 투자 하는 것이 우선인 것 같아 이렇게 쉽게 설명하고자 합니다.

 

반도체를 알기 쉽게 이해하자

 

반도체의 종류와 각각의 특성 그리고 반도체의 역사중에 치킨게임이라는 반도체 전쟁은 왜 일어났으며, 미국과 중국의 경제 패권 다툼에 대해서도 알아보는 기회를 갖도록 하겠습니다.

 

반도체의 종류

 

• 우선 반도체의 종류에 대하여 간단하게 그림으로 알아보겠습니다.

 

반도체가계도

 

• 각각의 종류에 대하여 알아보겠습니다.

 

반도체종류와설명

 

반도체 점유율과 매출액

 

 

반도체점유율 챠트

 

반도체 분야별 과거와 현재

 

1. 시스템 반도체
   
   설계·제조 시스템 반도체 업체인 텍사스 인스트루먼트는 규모가 비슷한 퀄컴이 4 조가량의 이익이 더 발생한 것을 보고 파악해 보니 설계만 하고 제조(파운드리)는 다른 회사에 주문하여 판매한다는 사실을 알게 되면서 시스템 반도체는 팹리스와 제조만 하는 파운드리 분야로 나누어지게 되는 계기가 됩니다.
   
   따라서, 미국에 있는 모든 시스템(설계·제조) 반도체 업체들은 줄지어 설계만 하는 팹리스 회사로 탈바꿈하게 됩니다.
   
   미국의 유명한 팹리스 회사인 NVIDIA, QUALCOMM. APPLE,  인텔, 구글, 페이스북, 아마존 등이 선택과 집중(설계)을 통한 세마텍이라는 정부와 민간기업 합동 연구소를 탄생시키면서 40년간 매년 2,000억 이상 투자하면서 시스템 분야 최고가 되지만, 그에 반해 제조업체는 점점 줄어들면서 제조(파운드리) 기술은 제자리 걸음을 하게 되고  뒤처지게 되자 설계기술이 발전하여도 제조기술이 발전하지 못하면 반도제 제조가 불가능하게 되므로 제조기술에 맞게 설계기술도 발을 맞추게 되다 보니 시스템 반도체(팹리스, 파운드리) 기술 전체가 한동안 정체될 수 밖에 없는 원인이 됩니다.
   
   
2. 파운드리
   
   상대적으로 강대국이 아닌 대만의 TSMC는 과거 미국의 시스템(설계·제조) 반도체가 주류를 이루고 있을 때 30년간 제조만 하는 아주 작은 업체였으나, 미국이 시스템 반도체에서 설계만 하는 팹리스 분야에만 집중하면서 제조업체인 파운드리 TSMC가 10년간 초호황을 누리게 되는데, 현재 파운드리 업체는 대만의 TSMC와 한국의 삼성전자 두 곳만이 고 퀄리티의 팹리스 반도체를 안정적으로 제조하고 있습니다.
   
   그러다 보니 설계회사는 많지만 파운드리 회사가 적어 TSMC는 400개의 반도체 설계업체와 거래를 하는 호황을 누리게 됩니다.
   
   이렇게 되자 파운드리 업체인 TSMC와 삼성전자가 세계 시장의 70% 이상 독점을 하게 되고 이로 인해 앞서 말했듯이 제조기술은 TSMC와 삼성전자에 의지하다 보니 설계기술도 동시에 발전하지 못하는 안타까운 일이 발생하고 마는데 이는 곧 중국의 추월로 이어지는 엄청난 사건이 터지게 됩니다.
   
         ※ TSMC가 삼성전자에 비해 파운드리 분야에서 압도적 우위를 지키고 있습니다. 이유는 두가지 입니다.
               1) 우선 삼성전자는 파운드리(제조) 분야에 진출이 늦었는데, 삼성전자는 반도체 종합회사(메모리, 팹리스, 파운
                   드리, 기타반도체)라고 보시면 됩니다. TSMC는 파운드리 전문업체임.
              2) 그리고 아주 중요한 파운드리 제조 과정중 패키징 기술이 있는데 패키징 기술이 TSMC가 삼성전자보다
                 월등히 우수하기 때문입니다. TSMC의 패키징은 삼성전자의 패키징보다 30% 전기가 절감됩니다.
   
         ※ 최근 미국은 최첨단 설계기술분야인 5G에서 중국에 추월을 당하는 황당한 사건이 발생합니다. 그토록 반도체 설
            계 분야에서 독보적인 기술과 압도적인 시장 점유율(60%이상)로 팹리스 분야 최고의 자리에 위치하고 있었는데
            어느날, 갑자기 중궁릐 화웨이가 5G 최초개발하면서 상황은 아주 이상하게 되어 버렸습니다.
            과거 설계기술 발전을 위해 정부와 민간이 합동으로 세운 세마텍 연구소도 설계기술분야에서 최고의 자리에 오르
            자 마자 2017년 폐지하게 되면서 시스템 반도제 전체가 정체되고 있는 동안, 중국은 화웨이를 통한 최첨단 기술인
            5G 에서 미국을 추월하면서 미국의 반도체 밥그릇을 건드리는 결과를 초래하게 되자 미중 무역전쟁 즉 반도체
            치킨게임이 시작된 계기가 됩니다.
   
                  ☞5G : 최대속도가 20Gbps에 달하는 이동통신 기술이며, 초저지연성과 초연결성을 통해 4차 산업혁명
                           핵심 기술인 가상현실, 자율주행, 사물인터넷 기술 등을 구현할 수 있다.
                           과거 CDMA(2세대), WCDMA(3세대), LTE(4세대)가 휴대폰과 연결하는 통신망에 불과했지만 5G
                           는 휴대폰의 영역을 벗어나 모든 전자 기기를 연결하는 기술이라는 특징이 있다.
   
         ※ 아주 오래전 미국과 일본이 반도체로 치킨게임을 벌여 일본이 속수무책으로 미국에 당하면서 미국은 시스템 반도
           체에 도전하는 그 어떤 나라도 용서하지 않았다. 이것이 바로 미국이 중국을 견제하고 밀어내려는 이유라고 할 수
            있겠습니다.
   
   
3. 데이터 센터의 발전과 인류의 상생
   
   반도체 설계 회사인 알파고의 구글, 페이스북, 애플, 화웨이, 아마존 등 각 업체들 모두 데이터를 저장하고 관리하는 데이터 센터를 가지고 있는데, 이 데이터 센터는 전기를 먹는 하마인데 열을 식히기 위해서는 엄청난 물이 필요하다고 한다. 데이터 센터는 예를 들어 우리가 스마트폰에서 결재를 하기 위해 터치를 하면 미국에 있는 데이터 센터에서 결재 가능한지 확인해 주어야 결재가 가능합니다. 이때 데이터는 전기를 발생하게 되고 구글에서 전기 발생에 대한 비용을 받는 것이 아니라 데이터와 광고로 수익을 창출한다고 한다. ( 검색 한 번에 스타벅스 커피 한잔 비용이 든다는 말도 있다 )
   
   이렇게 세상은 정보와 데이터가 없으면 살 수 없는 시대가 도래되면서, 엄청난 전기와 열을 해소하여 친환경적 데이터 센터를 구축하는데 엄청난 연구와 비용이 들어가고 있다고 한다.
   
   인류의 상생은 최적화 데이터 센터를 만들어야 한다는 또 하나의 숙제를 안고 있다는 것이다
   
   

반도체 전쟁의 미래와 먹거리

 

○ 미국은 최근 중국과의 반도체 전쟁, 즉 무역전쟁을 시작하였는데 출발은 화웨이를 미국 시장에서 퇴출시키는 등의 초
    강경 조치로 중국을 압박하고 있다.

 

○ 5G로 인해 미국은 다시 세마텍(SRC) 연구소를 부활하는 등 정부 지원금 56조(반도체 12조 투자)를 단 6개월 만에 의
    회를 통과시키면서 20세기에서 21세기도 미국이 패권을 장악하려는 시도를 하고 있다.

 

○ 대만은 2년 전 기업/정부연구소/대학연합연구소(TSRI)를 설립하였으며, TSRI는 일본과도 합작하면서 엄청난 투자금액
    으로 반도체 전쟁에서 살아남기 위해 서두르고 있다.

 

○ 우리 한국도 " 반도체 특별법 " 인 세제나 인프라 지원, 규제완화 등을 통한 전방위적 지원에 노력하고 있으나, 미국이
    나 대만, 일본을 앞지르기 위해서는 보다 적극적인 노력과 자세가 필요하지 않을까 생각이 든다.

○ 미래의 먹거리는 앞으로는 패키징 기술에서 앞서가야 하는 것과 제조기술인 5 나노 -> 3 나노로 가는 길에 선두에 서야만
    한다는 사실이다. 

  이 두 마리 토끼를 잡을 수 있을지, 향후 반도체 전쟁의 승자와 패자가 어느 나라가 될 것인지 그야말로 국가의 존망이 달려 
  있다고 해도 과언이 아닐 것이다.

 

감사합니다.