TSMC·삼전 넘는 인텔의 반도체 위기, 미국 빅테크가 몰려온다!

한국 반도체 산업의 미래: 미국 기업들의 혁신과 우리의 과제

1. 파운드리, 왜 중요할까?

• 지금 한국에서 고성능 칩을 만들 수 있는 파운드리(반도체 위탁 생산) 시설은 삼성전자밖에 없어.
• 앞으로는 이런 고성능 칩을 만들 수 있는 특화된 생산 시설에 미리 투자하는 게 중요해.

2. 미국 기업들의 혁신: 누가 눈에 띄나?

• 설계부터 제조까지 다 하던 시대는 끝났어. 90년대 후반부터 반도체 산업은 설계(팹리스)와 제조(파운드리)로 나뉘었지.
• 제조는 동아시아로 이전. 미국은 설계를 제외한 제조, 패키징 등은 동아시아로 옮겼고, 이게 중국 시장 성장의 발판이 됐어.
• 미국은 차세대 반도체 설계에 앞서가. 아키텍처를 바꾸거나 새로운 개념의 칩을 만드는 데 강점을 보이고 있어.
  • 트랜지스터 구조 변화: 현재는 '핀펫' 구조인데, 앞으로는 더 발전된 구조를 연구 중이야.
  • AI 칩 설계: 애플, 아마존, 테슬라처럼 자체 데이터를 처리하기 위해 직접 AI 칩을 설계하는 회사들이 늘고 있어.
    • 애플 (M1, M2 칩): 전력 효율이 기존 칩보다 3~4배 높아. 설계 방향을 바꾸고 있다는 증거지.
    • 테슬라: 자율주행에 필요한 다양한 데이터를 처리하기 위해 자체 칩을 설계해.
  • AI 전용 칩 (NPU, TPU): 엔비디아 GPU 외에도 AI 연산에 특화된 NPU, TPU 같은 칩 설계 기술이 미국에서 주도되고 있어.
• 광자를 이용한 반도체 (포토닉스): 전자를 쓰면 열이 많이 발생하는데, 이걸 해결하기 위해 광자(빛)를 이용하는 연구가 진행 중이야.
  • 실리콘 포토닉스: 기존 실리콘 반도체에 광자를 접목하는 기술인데, 인텔이 이 분야를 잘하고 있어.
  • 장점: 에너지 소모를 줄이고 속도를 높일 수 있어. 장기적으로는 전자가 하던 영역을 광자가 대체할 가능성이 커.
• 양자 ICT (컴퓨터, 통신, 센서, 암호화): 미래 핵심 기술인 양자 ICT 분야에서도 미국 기업들이 앞서나가고 있어.
  • 구글, IBM: 양자 알고리즘 칩 설계에 강점.
  • 인텔: 양자 컴퓨터를 구동하기 위한 플랫폼, 냉각 장치, 노이즈 처리 등 기반 기술에 강점.
  • 중국: 미국 실리콘밸리를 본떠 '양자곡'을 만들어 양자 ICT 산업에 투자하고 있어.

3. 한국 반도체 산업의 과제

• 차세대 반도체 기술 부족: 미국이나 중국만큼 차세대 반도체 기술에서 두각을 나타내지 못하고 있어.
• 팹리스 생태계 강화 필요: AI 전용 칩을 만드는 팹리스 회사들이 늘고 있지만, 더 다양하게 생겨나야 해.
• 파운드리 투자 확대: 팹리스 회사들이 늘어나면 고성능 칩을 만들어 줄 파운드리 수요가 늘어날 거야. SK하이닉스도 파운드리 사업에 더 투자해야 해.
• 정부 지원 강화:
  • 소재/부품/장비 기업 지원: EUV 같은 첨단 장비 테스트를 위한 공동 시설 확충과 전문 인력 양성이 필요해.
  • 기초 과학 토양 강화: 단순히 반도체 전공자 양성보다는 물리학, 화학 등 기초 과학 분야의 인재들이 반도체 산업에 기여할 수 있도록 지원해야 해.
  • 국가 기간 산업으로서의 인식: 반도체 산업은 이제 국가 기간 산업이므로 정부 차원의 전략적인 지원과 육성이 중요해.

4. 인텔과 IBM, 왜 올드하게 보일까?

• 인텔:
  • 거대 공룡: 너무 많은 사업 분야에 투자하다 보니 집중력이 떨어지고, 변화에 둔감해지는 경향이 있어.
  • AMD의 추격: CPU 시장에서 AMD가 점유율을 높여가면서 인텔의 안정적인 수익원이 위협받고 있어.
  • 공정 기술 문제: 10나노 공정 전환 과정에서 어려움을 겪으며 시간과 자원을 낭비했어.
  • 파운드리 재도전: 미국 정부 지원을 받아 파운드리 사업에 다시 집중하며 2030년대에는 TSMC, 삼성과 3파전을 벌일 가능성이 있어.
• IBM:
  • B2B 기업: 소비자 대상 제품보다는 기술 표준을 만들고 IP(지적 재산권)를 판매하는 사업 모델을 가지고 있어.
  • 선행 기술 투자: 미래 기술에 대한 막대한 투자를 통해 IP를 확보하고 수익을 창출해왔어.
  • 미국 정부와의 협력: 양자 ICT 분야에서 미국 정부 기관과 협력하며 표준화 활동에 참여하고 있어. 한국도 이런 플랫폼에 참여할 필요가 있어.

결론적으로, 한국 반도체 산업은 미국 기업들의 혁신을 주시하고, 파운드리 역량 강화와 기초 과학 육성에 힘쓰며, 정부의 전략적인 지원을 통해 미래를 준비해야 해.