반도체 파운더리, 초호황 온다

퀄컴, 애플, 엔비디아 등이 주문한 비메모리반도체를 생산하는 파운드리 업체들은 공급 부족과 수요 확대에 힘입어 올해 호황을 누릴 것으로 전망된다. / 연합뉴스 

최근 차량용 반도체가 부족해 포드·폭스바겐 등 글로벌 자동차 업체들이 공장 가동을 중단하는 등 비상조치를 취하고 있다. 차량용 반도체를 공급하는 업체들은 반도체 가격을 10~20% 인상하고 있다. 최근 경기회복 기대감과 글로벌 자산 가격 상승으로 자동차 판매가 회복세를 보이고 있지만, 아직은 코로나19 이전 수준을 회복하지 못하고 있다. 따라서 이 같은 현상은 결국 공급의 문제로 봐야 하는 상황이다. 지난해 코로나19로 자동차 판매량이 줄자 차량용 반도체를 생산하는 파운드리업체(컴퓨터용 CPU, 스마트폰용 AP, 카메라용 CMOS 이미지센서 등 비메모리반도체를 주문받아 생산해주는 업체)들은 차량용 반도체 대신에 수익성이 높은 5G 스마트폰, X박스 등과 같은 게임기, 서버 등에 필요한 반도체 생산을 늘려 왔다. 이마저도 생산능력이 부족해 비메모리 산업 밸류체인(팹리스·파운드리·패키지 등)은 전반적으로 반도체 가격이 인상되고 공급물량이 축소되고 있다.

2020년 세계 시장 규모 750억달러
파운드리 업체들의 수요는 왜 좋고, 공급은 왜 증가하지 못할까? 시장 조사기관인 트렌드포스에 따르면 2020년 세계 파운드리 시장 매출 규모는 지난해보다 23.8% 증가한 750억달러로 전망된다. 5G 시장 개화로 5G 스마트폰과 통신인프라 투자가 증가하고 있고 자동차 전장화, AI(인공지능)와 HPC(High-performance computing·고성능컴퓨터) 확산 등이 겹치며 파운드리에서 생산해야 하는 시스템반도체 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 여기에 추가적으로 코로나19 확산에 따른 언택트(비대면) 문화가 확산(게임기 등으로 수요 증가)됐다. 또 인텔의 반도체공장에서 생산하던 인텔CPU, 애플 맥북 프로세서를 파운드리업체 1위인 대만 TSMC가 수주하고, 중국의 파운드리 회사인 SMIC에 대한 미국의 제재 움직임에 따라 SMIC 고객들이 한국과 대만 파운드리로 옮겨 오면서 예상 못 한 수요도 증가하고 있다. 10나노 이하 공정에서 TSMC와 삼성전자 파운드리의 생산능력은 전량 예약된 상태로 알려져 있다.

첨단 공정인 5나노 이하 공정을 찾는 대형 팹리스(반도체 설계와 개발을 전문으로 하는 회사)는 퀄컴, 애플, 엔비디아, AMD, 삼성전자 시스템LSI에 올해부터 하위공정 외주 파운드리를 시작한 인텔까지 가세했다. 이들의 설계대로 반도체를 만들어내는 공장인 파운드리의 수요도 더 커진다는 뜻이다. 파운드리 업체들은 효율성이 높은 12인치 웨이퍼로만 증설하고 있다. 이 때문에 8인치 웨이퍼 파운드리는 증설이 거의 없는 상태인데, 8인치 웨이퍼 팹에서 주로 생산하는 차량용 반도체, 디스플레이용 드라이버IC, CMOS 이미지센서, 전력반도체 등은 공급 부족이 더욱 심한 상태에 직면했다.

파운드리 시장의 압도적인 1위는 대만의 TSMC다. 트렌드포스 자료를 보면 TSMC 파운드리 매출액은 2020년 전년 동기 대비 21%나 증가한 125억5000만달러다. 시장점유율은 2020년 2분기 51.5%, 3분기 53.9%에서 4분기 55.6%로 확대될 것으로 예상된다. 삼성전자 파운드리의 매출액도 지난 4분기 전년 대비 25% 증가하며 고속 성장하고 있는 것으로 추정된다. 하지만 시장점유율은 TSMC보다 크게 낮은 16.4%에 그치고 있다.

최첨단 공정 투자(3나노·5나노 등)를 통해 시장점유율을 높이려는 삼성전자 파운드리와 시장점유율을 지키려는 TSMC는 지금의 수요 호조를 바탕으로 투자를 계속 늘릴 것으로 전망된다. 대만의 TSMC는 2021년 설비투자 규모를 전년 대비 50% 늘릴 것이라고 밝혔다. 삼성 파운드리도 전년 대비 크게 증가된 투자가 예상된다.

D램과 낸드플래시로 대변되는 메모리반도체 산업에서는 수요가 좋아서 반도체 가격이 상승해 기업들 실적이 좋아지면, 메모리 업체들이 투자를 확대해 공급이 급증하고, 실적이 악화되는 사이클을 밟고 있다. 파운드리 산업에서는 이러한 사이클이 적용되지 않을 것으로 예상된다.

삼성, 2030년까지 글로벌 1위 목표
파운드리 7나노 이하 투자는 네덜란드 ASML이 생산하는 초자외선(EUV) 장비 투자가 선행돼야 한다. 현재 대당 가격이 1500억원 내외하는 EUV 장비와 그에 따른 생태계를 투자 가능한 파운드리 회사는 전 세계적으로 TSMC와 삼성전자밖에 없다. 또 EUV 장비는 전 세계에서 ASML사만 생산이 가능하며, 이 장비의 도입은 ASML 생산능력의 한계(제작 기간 2년 가까이 걸리고, 1년에 40대 내외밖에 생산 못 함)가 존재한다. ASML의 EUV 장비는 2019년에 26대가 판매됐으며, 2020년에는 코로나19 등의 영향으로 당초 예상 판매량인 35대에 모자란 31대가 판매됐다. 2021년에도 40대 내외의 판매가 예상되는 등 제한적인 증가가 예상된다. ASML의 EUV 장비 생산량이 병목현상처럼 파운드리 산업의 공급 증가를 제한하고 있어 파운드리 산업이 공급과잉으로 갈 가능성은 낮다.

삼성전자 파운드리는 2005년 파운드리 사업을 처음 시작했다. 2009년 로직 공정 연구소를 신설하고 2012년 미국 오스틴 S2 라인 가동으로 파운드리 생산을 크게 확대했다. DS(Device Solutions) 부문 내 시스템LSI 사업부의 파운드리 사업팀으로 존재했지만 2017년 5월 파운드리 사업부를 분리하며 사업을 본격화했다. 삼성전자는 2019년 4월 ‘반도체 비전 2030’을 발표했다. 2030년까지 133조원(R&D 73조원, 인프라 60조원)을 투자해 비메모리 분야에서도 글로벌 1위 달성하겠다는 것이다.

삼성전자 파운드리 사업부는 최근 모바일 수요 회복 및 HPC향 칩 수요 증가가 더해지면서 최대 매출을 기록하고 있다. 삼성전자 파운드리는 시스템LSI사업부의 CIS(CMOS 이미지센서), PMIC(전력반도체), DDIC(디스플레이 드라이버IC) 등의 물량 증가와 엔비디아와 퀄컴의 칩 수주를 바탕으로 2021년에도 큰 성장을 할 것으로 전망된다. 2022년에는 3나노 공정과 GAA(Gate-All-Around) FET 공정을 적용해 TSMC에 비해 공정 측면에서 앞서나갈 것으로 예상되고 있다.

삼성전자 파운드리는 기존의 가장 큰 고객인 삼성LSI의 의존도를 낮추고, 엔비디아·퀄컴 등과 같은 대형 팹리스 업체, 그리고 중국과 다양한 팹리스 업체들로 고객사를 확대하고 있다
반도체 파운더리, 초호황 온다 (khan.co.kr)

반도체 파운더리, 초호황 온다

[김필수칼럼]미래 모빌리티의 ‘파운드리’는 누가 주도할 것인가?

[이데일리 칼럼리스트=김필수 자동차연구소 소장, 대림대 교수] 최근 화두는 자율주행 전기차다. 얼마 전 미국 애플에서 애플카를 오는 2024년 출시하겠다는 폭탄 발표로 전 세계가 난리가 났다. 애플이 세계 최초로 인류를 변화시키는 혁신제품인 스마트폰 아이폰을 출시한 것과 같이 그 다음 세대가 바로 애플카 같은 미래 모빌리티다. 애플카가 출시되면서 전 세계는 다시 자율주행 전기차를 기반으로 유사한 모델이 다양하게 나타날 것으로 예상된다. 자동차 제작사만이 차량을 만드는 것이 아니라 글로벌 기업 누구나가 차량을 출시할 수 있는 기회가 늘어나고 이를 활용한 각종 비즈니스 모델이 나타날 것이다.

현대차는 애플카의 주문제작에 대한 협의 요청은 파란을 일으켰으며, 위탁 생산의 대상으로 기아가 주목받고 있다. 현대차 입장에서는 위탁생산이 브랜드 이미지에 영향을 받을 수 있는 고민은 있고 그렇다고 애플이라는 글로벌 기업의 좋은 상생관계를 거절할 수도 없는 상황에서 가장 적절한 대상으로 기아가 부각된 것이다. 마침 기아가 목적기반 자동차인 PBV를 생각하고 있어서 더욱 최적의 대상이 되고 있다고 하겠다.

애플카는 아이폰과 같이 위탁생산될 가능성이 크다. 이를 위탁받을 수 있는 기업은 전 세계에 공장이 있어서 대량 생산이 가능하고 자율주행 전기차를 목적으로 하는 만큼 이를 받아들일 수 있는 기술적인 수준이 최상위이어야 하며, 전기차 전용 플랫폼이 있어야 한다. 여기에 이러한 경험을 가지면서도 안전성 등 문제점을 극복할 수 있는 글로벌 제작사가 가장 안성맞춤이다. 그러나 이러한 요구를 수용할 수 있는 글로벌 제작사는 한계가 있고 위탁생산으로 브랜드 이미지를 고려하고 독자적인 애플의 고유 운영프로그램을 반영한 애플카 출시는 자사 브랜드 이미지 등 여러 면에서 위험요소도 도사리고 있다.

 

이러한 요소를 생각하면 기아는 여러 측면에서 가장 최적이라고 할 수 있다. 현대차와 달리 프리미엄 브랜드를 만들기도 쉽지 않지만 카니발이나 쏘렌토 등 차종별 프리미엄화는 잘 이뤄져 있다. 여기에 현대차와 공유할 정도로 기술적 노하우도 좋고 역시 전 세계적으로 공장이 포진돼 있어 글로벌 수준의 최적 요소를 고루고루 갖추고 있다. 그 만큼 애플과 최적의 그림을 만들 수 있다는 뜻이다. 앞으로의 향방이 기대되는 이유다.

미래 글로벌 자동차 제작사는 다양한 변화가 예상된다. 기존 생태계가 크게 변하면서 수퍼 갑의 자동차 생산체가 아니라 주문형 생산자가 등장해 시장 판도가 크게 변모할 것으로 예상된다. 자동차 업계에서 파운드리라는 전문 위탁 생산업체도 크게 부각된다는 뜻이다.

파운드리는 반도체를 전문적으로 대량 위탁생산 해주는 방식을 뜻한다. 삼성이 세계 스마트폰과 메모리 반도체를 석권하고 있으면서도 최근 파운드리 세계 1위 목표를 발표한 이유도 파운드리가 차지하는 실질적인 먹거리 때문이다. 세계 최대의 반도체 위탁생산 기업인 대만의 TSMC와 삼성의 전쟁은 더욱 크게 번지고 있고 주도권 싸움도 커지고 있는 상황이다. 이러한 파운드리가 미래 모빌리티에도 불어 닥친다는 뜻이다. 누가 주도권을 쥐는 가가 미래 모빌리티의 큰 키를 쥔다는 뜻도 된다.

 

기아의 애플에 대한 위탁생산 기대는 그래서 더욱 중요한 요소라 할 수 있다. 애플카의 위탁 생산이 본격 시작된다면 앞으로 구글카, 아마존카는 물론 LG카, 삼성카도 기아차가 생산할 수 있기 때문이다. 누구나 할 수 있는 영역도 아니어서 선점에 대한 의미가 크기 때문이고 미래 모빌리티에 대한 위탁생산의 시작점을 알린다고 할 수 있다.

기아 입장에서는 현대차그룹의 E-GMP라는 전기차 전용 플랫폼을 기반으로 덮개만 다르게 하면 다양한 모델이 주문에 맞추어 생산이 가능해지고 전문적인 흑자모델로 자리매김할 수 있다. 이러한 미래 모빌리티에 대한 파운드리의 주도권을 우리 기업이 우선적으로 가져오길 바라면서 미래에 대한 대변혁을 기대한다.

[김필수칼럼]미래 모빌리티의 ‘파운드리’는 누가 주도할 것인가? (edaily.co.kr)

[김필수칼럼]미래 모빌리티의 ‘파운드리’는 누가 주도할 것인가?

[영상] 中 자율주행 택시 체험 현장…스마트생활 시대 도래

현재 베이징에서는 자율주행 택시 서비스를 이용할 수 있다. 이번 오픈 테스트 구역의 총길이는 약 700km이며 생활권과 상권 등 수십 개의 역을 포함하고 있다. 공상 과학 영화에서만 나오던 자율주행차가 빠른 속도로 우리 생활로 들어오고 있다. 

[영상] 中 자율주행 택시 체험 현장…스마트생활 시대 도래 (people.com.cn)

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