요즘 반도체 중에서도 '파운드리' 라는 용어가 상당히 많이 들려옵니다. 파운드리는 3~4년 전까지만 해도 반도체 설계 업체들의 하청업체 쯤으로 여겨졌습니다.
하지만 최근에는 위상이 상당히 달라졌습니다. 파운드리 분야 글로벌 1위인 TSMC의 주가가 연일 사상 최고치를 기록하고 있으며 각국에서는 우리나라 반도체 부터 생산해달라고 호소하는 상황까지 벌어지고 있습니다. 오늘은 도대체 파운드리가 무엇인지 제가 공부한 내용을 정리해보도록 하겠습니다.
반도체 생태계와 파운드리
반도체는 위와 같은 단계로 판매까지 이뤄지는데요. 각 단계별로 분야가 나뉩니다. 설계부터 생산까지 직접 하는 회사를 종합반도체 회사라고 하는데요. 종합반도체 회사는 삼성전자와 인텔이 있습니다.
1) 종합반도체 회사 : 삼성전자, 인텔
2) 반도체 설계
- ARM (기반 기술 설계 위주 : 칩리스)
- 엔비디아, AMD, 퀄컴 (CPU나 GPU설계 : 팹리스)
3) 반도체 생산 : TSMC, 삼성전자, UMC, 글로벌 파운드리(미국)
대략 이러한 기업들이 있습니다.
파운드리 세부 설명
생산만 해주면 되니까 공장만 지으면 되는거 아니야? 라고 생각하실수 있지만 그리 간단치 않습니다. 반도체 생산은 고도의 미세공정 능력이 요구되기 때문입니다.
반도체는 작은 판 위에 얼마나 많은 회로가 그러져 있냐로 성능이 결정됩니다. 요즘에는 스마트폰의 등장으로 칩은 점점 작아지고 있기 때문에 점점 더 작은 굵기의 회로가 요구됩니다. 그리고 이 회로를 최대한 얇게 그리는 것이 파운드리 기술의 핵심입니다.
이 사진을 보면... 이게 아무나 할수 있는게 아니구나 라고 느껴지실겁니다. 1나노 미터는 DNA너비라고 합니다. 머리카락 굵기의 10만분의 1이죠. 현재 tsmc와 삼성전자가 3나노 5나노 경쟁을 펼치고 있습니다. 인텔은 10나노 진입에 어려움을 겪으며 사실상 생산포기를 선언하기도 했죠.
파운드리 시장 전망
4차산업혁명과 AI등으로 인해 반도체의 수요는 이전과 비교할수 없이 증가될 전망입니다. 그리고 갈수록 미세공정 능력의 고도화도 동시에 이뤄진다고 합니다.
예를 들어 자율주행차에는 이전과 비교할수 없을 정도로 많은 수의 반도체가 필요하다고 합니다. 그래야만 데이터를 분석해 앞에 장애물이 있으면 피해가고, 사람이 있으면 정지할수 있기 때문입니다.
TSMC
1) 1987년 대만 설립 / 92년 민영화
2) 매출 : 125억 (20년 4분기 기준)
3) 점유율 : 50% 가량
4) 시총 : 한화 680조 가량
그중 최강은 단연 TSMC 인데요. 50%가 넘는 점유율을 기록하는 이유는 다양한 포트폴리오 때문입니다. 10나노 이하도 강하지만 10나노부터 45나노까지 다양한 포트폴리오를 구성해 워낙 오래전부터 파운드에 집중했기 때문에 고객사도 엄청 많습니다.
삼성전자와의 경쟁률이 쉽게 좁혀지지 않는 이유입니다. 하지만 10나노 이하의 파운드리 부분에서는 점유율 격차는 이것보다는 덜하다고 합니다.
시작이 늦은 만큼 점유율을 확대하기는 만만치 않지만 초미세 공정 능력은 tsmc와 삼성전자의 양강구도이고, 향후 초미세공정 반도체의 수요가 폭발적으로 증가할것으로 예상되는 만큼 삼성전자의 파운드리 부분의 매출 확대도 매우 기대되는 상황입니다. TSMC가 워낙 쎄지만 삼성전자도 해볼만 하다는 것이지요.
종합반도체 회사의 한계 - 삼성전자
삼성전자는 반도체 설계도 합니다. 설계도 하니까 삼성전자한테 맡기는 것은 다소 리스크가 있어 보입니다. 본인들의 설계가 유출될 우려가 있으니까요. 때문에 고객사 입장에서는 설계는 안하고 생산만 하는 TSMC가 더욱 안전하다고 느낄겁니다.
다만 희망적인 것은 현재 반도체 수요 부족으로 생산이 부족한 상황이기 때문에 삼성전자에게도 수혜가 올수 있다는 것, 그리고 TSMC와 대적할 만한 기술력을 가진것은 삼성전자가 유일하다는 점입니다. 향후 파운드리 분야에서의 삼성의 진격을 기대해봅니다.
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