[Tech 스토리] '나노'가 뭐길래 반도체 기업 시총을 '쥐락펴락'

기사입력 : 2020년08월16일 08:26

최종수정 : 2020년08월16일 08:26

팹리스와 파운드리로 분화되는 글로벌 반도체 시장
손톱 만한 칩에 수천만개 트랜지스터 새기는 나노 기술
매년 '목숨을 건 도약'을 감행해야 하는 반도체 기업들

[편집자주] 기업들의 신기술 개발은 지속가능한 경영의 핵심입니다. 이 순간에도 수많은 기업들은 신기술 개발에 여념이 없습니다. 기술 진화는 결국 인간 삶을 바꿀 혁신적인 제품 탄생을 의미합니다. 기술을 알면 우리 일상의 미래를 점쳐볼 수 있습니다. 각종 미디어에 등장하지만 독자들에게 아직은 낯선 기술 용어들. 그래서 뉴스핌에서는 'Tech 스토리'라는 고정 꼭지를 만들었습니다. 산업부 기자들이 매주 일요일마다 기업들의 '힙(hip)' 한 기술 이야기를 술술~ 풀어 독자들에게 전달합니다.

[서울=뉴스핌] 김선엽 기자 = '7나노의 벽' 앞에서 글로벌 반도체 기업들의 운명이 갈리고 있습니다.

지난달 23일 인텔이 실적 발표 콘퍼런스콜에서 7나노(nm·나노미터) 기반의 반도체 (미티어 레이크) 출시 시기를 기존 대비 6개월 가량 늦춘 오는 2022년 말 또는 2023년 초로 밝혔습니다. 그러면서 TSMC·삼성전자 등 외부 제3자 파운드리 업체에 위탁생산할 가능성을 시사했습니다.

인텔의 발표에 60달러를 넘나들던 주가는 40달러 후반으로 떨어졌습니다. '반도체의 성능은 18개월마다 2배씩 증가한다'는 무어의 법칙을 제창하며 반도체 제국을 건설했던 인텔의 자존심은 큰 상처를 입었습니다. 당초 계획대로라면 인텔의 7나노 프로세서는 2018년에 나왔어야 했습니다. 빈번한 연기 발표에 시장의 신뢰가 제대로 꺾인 것입니다.

뉴욕증권거래소의 트레이더 [사진=로이터 뉴스핌]

반면 인텔과 CPU 시장에서 경쟁하고 있는 AMD 주가는 60달러 선에서 한 달도 안 돼 80달러를 넘어섰습니다. 인텔의 외주 물량을 독점할 것으로 전망되는 TSMC 주가도 대만 주식시장에서 한 달 새 30% 가량 상승, 시총이 4000억달러를 돌파했습니다. 인텔의 2배이자 전 세계 반도체 기업 중 1위입니다. 참고로 삼성전자 시총은 2900억달러입니다.

◆ 메모리와 비메모리 그리고 팹리스와 파운드리

반도체 시장은 크게 메모리와 비(非)메모리 시장으로 나눠집니다. 메모리는 말 그대로 '기억'을 담당하는 반도체 부품으로 우리에게 친숙한 D램이 대표적입니다. 메모리 시장 또 하나의 축은 과거 하드디스크를 밀어낸 낸드플래시입니다. D램은 용량이 작고 속도가 빠르지만 전원이 꺼지면 데이터가 소실되는 휘발성 메모리고 낸드는 용량이 크고 느린 대신에 비휘발성입니다.

이재용 삼성전자 부회장이 지난 5월 18일 중국 산시성에 위치한 시안 반도체 사업장을 찾아 생산 라인을 살펴봤다. [사진=삼성전자]

아시다시피 메모리 시장은 삼성전자와 SK하이닉스가 전 세계 70% 가량을 점유하고 있을 정도로 한국 기업이 절대 강자입니다. D램과 낸드 모두 지난 10년간 전 세계 스마트폰 시장이 폭발적으로 성장하면서 수요도 빠르게 확대됐습니다. 가깝게는 올 상반기 코로나 쇼크로 클라우드 서버 수요가 는 것이 D램과 낸드플래시 가격을 상승시켰습니다.

하지만 전체 반도체 시장에서 메모리가 차지하는 비중은 30%에 불과합니다. 나머지 70%는 비메모리 반도체가 차지하고 있습니다. 비메모리는 연산을 담당하는 CPU와 AP 그리고 GPU 등 메모리 이외 모든 반도체를 지칭합니다. 스마트폰, 서버, 자동차, 가전 등 다양한 분야에서 반도체가 널리 활용되면서 비메모리 반도체 시장이 점점 확대되고 있습니다.

메모리가 규격화된 아파트라면, 비메모리 반도체는 교량, 댐, 항만, 도로, 주택 등 아파트 이외의 모든 건축물이라 할 수 있습니다. 당연히 설계가 중요합니다.

과거에는 인텔을 포함해 대부분 반도체 회사들이 직접 설계부터 반도체 생산 및 판매까지 직접 했습니다. 하지만 제조공정이 복잡해지고 첨단 장비 도입에 대한 부담이 커지면서 선진국 기업들이 반도체 공장을 설립하고 가동시키는 것을 점차 기피하게 됐습니다.

대만 TSMC [사진=로이터 뉴스핌]

이에 반도체를 설계하고 판매하는 역할을 담당하는 팹리스(fabless) 업체와 팹리스 업체로부터 설계도를 받아 위탁생산을 전문으로 하는 파운드리 업체로 산업적 분화가 일어납니다.

대만 TSMC가 대표적인 파운드리 업체고 TSMC의 핵심 고객인 미국 애플이 팹리스 업체입니다. 인텔과 삼성전자는 반도체를 설계하고 양산과 판매도 함께 하는 대표적인 종합반도체 기업입니다. 차이가 있다면 인텔과 달리 삼성전자는 파운드리 사업도 함께 합니다.

◆ 나노가 뭐길래...손톱 만한 칩 안에 수천만개 트랜지스터를 새긴다

인텔은 어쩌다 7나노 공정 돌입에 실패한 것일까요. 일단 '실패'라고 단언하기는 어렵습니다. 현재 삼성전자와 TSMC가 7나노 공정에 성공하긴 했지만 인텔이 목표로 하는 7나노에 비해서 트랜지스터 집적도가 못 미친다는 평가도 있습니다.

한편으론 인텔의 저력을 무시할 수도 없다는 전망도 있습니다. 마침 인텔은 지난 11일(현지시간) 온라인으로 진행된 '인텔 아키텍처 데이' 행사를 통해 새로운 트랜지스터 구조인 '슈퍼핀'(SuperFIN)을 공개했습니다. 기존 10나노 공정을 유지하면서 인텔 고유의 핀펫 구조를 업그레이드 한 것인데 향후 출시될 프로세서에 적용될 예정입니다.

64K DRAM. 이 손톱 만한 칩 안에는 수만 개에서 수십 억 개 이상의 전자부품들이 빼곡히 채워져 있다. [서울=뉴스핌] 김선엽 기자 = 2020.08.15 sunup@newspim.com

10나노냐, 7나노냐! 파운드리 업체들이 나노 경쟁에 사활을 걸 수 밖에 없는 이유는 선폭이 좁아질수록 저전력 ·고효율 반도체 칩 생산 경쟁에서 우위를 점할 수 있기 때문입니다.

TV에 반도체 뉴스가 나올 때면 방진복을 입은 작업자가 쟁반 같은 원판을 들고 있는 모습을 볼 수 있는데 이것이 반도체 웨이퍼입니다.

웨이퍼 위에 포토레지스트(Photoresist·PR)라 불리는 화학 물질을 얇게 바른 후, 레이저를 이용하여 미리 설계 해 놓은 전자 회로를 웨이퍼 위에 그립니다. 이것이 반도체 핵심 공정입니다. 아날로그 사진기의 사진 인화 과정과 원리가 같아, 포토 공정이라고도 불립니다. 웨이퍼에 전자회로를 새긴 후 집적회로(IC)를 각각 절단하면 반도체 칩이 됩니다.

얼마나 많은 회로를 그릴 수 있느냐 없느냐가 현재 반도체 생산 회사들의 경쟁력입니다. 웨이퍼에 얇게 바르는 PR과 레이저의 성능이 최소 선폭의 두께를 좌우합니다. 참고로 PR은 불화소수, 폴리이미드와 함께 일본의 수출 규제 품목입니다.

◆ '목숨을 건 도약' 감행해야 하는 글로벌 반도체 기업들

손톱만한 칩 한 개 안에는 수만 개에서 수십 억 개 이상의 전자부품들(트랜지스터, 다이오드, 저항, 캐패시터)이 들어있습니다. 극도로 미세한 회로를 새겨넣어야 소비전력은 감소하고 속도는 향상됩니다. 당연히 더 많은 트랜지스터를 집어 넣을 수 있습니다. 또 회로 폭이 좁아지면 칩 크기가 줄어 웨이퍼당 칩 생산량은 증가하고 원가 경쟁력이 향상됩니다.

1나노미터는 10억분의 1미터입니다. 선폭을 줄이려면 빛의 파장을 좁혀야 합니다. 이를 위해 반도체 기업들은 막대한 자금을 쏟아부으며 경쟁을 펼쳐왔습니다.

삼성전자는 반도체용 레이저 장비로 10나노까지는 불화아르곤 장비를 사용했으나 7나노부터는 극자외선(EUV) 장비를 도입했습니다. EUV 장비는 대당 1500억~2000억원인데 네덜란드 ASML이 독점 생산하고 있습니다. 소위 '슈퍼을'이라 불리는 회사입니다.

[서울=뉴스핌] 심지혜 기자 = 삼성전자 평택캠퍼스. [사진=삼성전자] 2020.05.21 sjh@newspim.com

반도체 공장에는 EUV 장비가 수십대가 필요합니다. 게다가 붓이 얇을수록 미세공정에 유리하지만 그만큼 공정이 어려워지고 불량 위험도 커집니다. 또한 초정밀 공정 장비, 자동화 물류 장비, 클린룸 비용 어마어마한 비용 증가를 감수해야 합니다.

반도체 공장 하나를 짓는데 수십조가 필요한 이유입니다. 이런 공장을 3년에 한 번씩 새로 올려야 합니다. 삼성전자는 현재 평택캠퍼스에 P1을 가동하면서 P2 가동을 준비 중이고 2023년 말 가동을 목표로 내달 P3 착공에 나섭니다. 공장마다 약 30조원의 투자금이 들어갑니다.

삼성은 2030년까지 시스템 반도체에만 133조원(R&D 73조원, 시설 60조원)을 투자하겠다고 밝혔습니다. SK하이닉스 역시 120조원을 투자해 반도체 공장 4개를 건설하겠다고 발표했습니다.

현기증이 날 정도의 어마어마한 규모입니다. 수주 경쟁에서 승리한다는 보장도 없습니다. 그럼에도 중국 기업들의 추격을 뿌리치고 글로벌 반도체 전쟁에서 승리하기 위해서는 우리 기업들은 투자를 멈출 수 없습니다.

'목숨을 건 도약', 반도체 기업의 운명입니다.

sunup@newspim.com

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트럼프 "中 딥시크 개발 긍정적" [서울=뉴스핌] 송은정 기자 = 도널드 트럼프 미국 대통령은 27일(현지시각) 중국의 인공지능(AI) 스타트업 딥시크가 미국의 빅테크보다 경쟁력 있는 챗봇을 출시한 것에 대해 "미국의 산업에 경종을 울려야 한다"고 말했다. 도널드 트럼프 미국 대통령이 지난 20일(현지 시각) 취임 첫날 백악관 집무실에서 각종 행정명령에 서명하면서 기자들의 질문에 답하고 있다. [사진=로이터 뉴스핌] 2025.01.20 트럼프 대통령은 이날 플로리다주의 자신의 골프클럽에서 진행 중인 공화당 연방하원 콘퍼런스에서 행한 연설에서 "중국의 일부 기업은 더 빠르고 훨씬 저렴한 인공지능 방법을 개발하기를 원한다"라며 "그렇게 되면 돈을 많이 쓸 필요가 없기 때문에 좋은 일"이라며 이같이 밝혔다. 이어 "나는 그것이 긍정적인 일이고 자산이라고 본다. 그것(딥시크의 AI 개발)이 정말 사실이고 진실이라면, 나는 긍정적으로 생각한다"며 "왜냐하면 여러분도 그렇게 할 수 있기 때문이다. 그렇게 하면 돈을 많이 쓰지 않고도 같은 결과를 얻을 수 있기 때문"이라고 강조했다. 트럼프 대통령은 또 "수십억 달러를 지출하는 대신 적은 비용을 지출하게 될 것이고, 트럼프 행정부 아래에서 같은 솔루션을 찾길 바란다"고 덧붙였다. 그는 "지난주에 조 바이든의 파괴적인 AI 규제를 철회하는 행정 명령에 서명했다. 이에 따라 AI 기업들이 다시 한번 최고가 되는 데 집중할 수 있게 됐다"면서 "우리는 기술 기업을 최대한 활용해 전례 없는 방식으로 미래를 지배할 것"이라고 덧붙였다. yuniya@newspim.com 2025-01-28 09:55

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이재명 선거법 2심 이르면 3월 결론 [서울=뉴스핌] 이성화 기자 = 야권 유력 대권주자인 이재명 더불어민주당 대표의 정치 생명을 좌우할 공직선거법 위반 사건 항소심이 이르면 오는 3월 말 결론이 나올 전망이다. 반면 3년째 진행 중인 이 대표의 '대장동·위례·성남FC·백현동 사건' 1심은 오는 2월 법관 정기인사 이후 또다시 지연될 가능성이 제기된다. 28일 법조계에 따르면 서울고법 형사6-2부(최은정 이예슬 정재오 부장판사)는 지난 23일 공직선거법 위반 혐의로 기소된 이 대표의 항소심 첫 공판에서 "모든 증인신문 절차는 2월 19일까지 끝내고 특별한 사정이 없으면 2월 26일 결심 공판을 하겠다"고 밝혔다. [서울=뉴스핌] 이호형 기자 = 이재명 더불어민주당 대표가 지난 23일 오후 서울 서초구 서울고등법원에서 열린 '공직선거법 위반 혐의'에 대한 항소심 1차 공판에 출석 하고 있다. 2025.01.23 leemario@newspim.com ◆ 선거법 2심 재판부, '소송지연 우려' 언급도 통상 결심 이후 선고까지 빠르면 한 달 정도 걸리는 것을 고려하면 이 대표의 항소심 선고 결과는 3월 말쯤 나올 수 있다. 재판부는 "공직선거법 관련 진행 예규에 보면 특별한 사정이 없으면 전회 공판기일 7일 이내 다음 기일을 잡기로 돼 있다"며 다음 달부터 매주 수요일마다 공판을 열겠다고 했다. 2달간 새로운 사건을 배당받지 않는 것도 이 대표 사건에 집중해 조희대 대법원장이 강조한 이른바 '6·3·3' 원칙을 최대한 따르려는 의지로 풀이된다. 공직선거법 제270조는 선거사범의 판결 선고를 1심은 기소된 날부터 6개월 이내, 항소심과 상고심은 각각 전심 선고일로부터 3개월 이내 하도록 규정한다. 이 대표의 1심 선고일은 지난해 11월 15일로, 원칙적으로 다음 달 15일까지는 항소심 선고가 나와야 한다. 재판부는 이 대표 측이 항소심에서 13명의 증인과 문서송부촉탁을 신청한 것에 대해서도 "소송지연이 우려되면 채택하지 않을 수 있다"며 석명을 요구했다. 위헌법률심판 제청과 관련해서도 이 대표 측이 신청을 고민하고 있다고 하자 조속한 의견 표명을 촉구했다. 앞서 이 대표는 지난 대선 과정에서 허위사실을 공표한 혐의로 기소돼 1심에서 징역 1년에 집행유예 2년을 선고받고 항소했다. 만약 1심 판결이 대법원에서 그대로 확정되면 이 대표는 의원직을 상실하고 10년간 피선거권이 제한돼 대선에 출마할 수 없다. 민주당은 지난 대선에서 보전받은 비용 434억원도 반환해야 한다. ◆ 2월 법관 인사…대장동 사건 등 재판부 교체 가능성 이 대표의 선거법 사건에 비해 쟁점이 훨씬 복잡하고 기록 양도 방대한 대장동·위례·성남FC·백현동 사건은 서울중앙지법 형사합의33부(김동현 부장판사)가 3년째 심리 중이다. 2023년 10월 6일 정식 첫 공판 이후 위례신도시 개발사업 특혜 의혹 심리에만 약 11개월이 걸렸고, 대장동 개발사업 특혜 의혹 심리는 지난해 10월 8일부터 본격적으로 시작됐다. 그러나 대장동 의혹 첫 증인인 유동규 전 성남도시개발공사 기획본부장에 대한 신문에만 3달 넘게 소요됐고 유 전 본부장에 대한 증인신문은 다음 달까지 이어진다. 이 대표 측 반대신문 절차는 종료됐지만 함께 기소된 정진상 전 민주당 대표실 정무조정실장 측 반대신문이 남아있기 때문이다. 이 대표 측은 변론분리를 통해 정 전 실장 측이 신문하는 절차에는 참여하지 않고 국회 일정 등을 소화하겠다며 재판부에 여러 번 요청했다. 그러나 유 전 본부장이 이 대표 없이 증언하지 않겠다는 입장을 고수하면서 이 대표가 조퇴하는 날은 재판이 공전했다. 이런 상황에서 재판부가 바뀔 가능성도 거론된다. 대법원이 매년 2월 전국 법관 정기인사를 실시하는데 재판장인 김 부장판사는 2023년 2월 서울중앙지법에 부임했다. 김 부장판사는 "갈지, 안 갈지 모르는데 판사는 바뀐다. 반대신문까지는 끝내놓는 게 좋지 않을까 싶다", "제가 유동규 증인까지 끝낼 필요가 있는지 잘 모르겠다" 등 재판에서 인사이동 가능성을 내비쳤다. 현재 각급 법원에서 재판장인 법관은 3년, 재판장이 아닌 법관(배석판사 등)은 2년 근무가 원칙이다. 지난해 2월 '법관 등의 사무분담 및 사건배당에 관한 예규'가 개정돼 기존 2년, 1년에서 1년씩 늘어났기 때문이다. 다만 사무분담기간 연장에 관한 경과조치 규정에 따라 개정 예규 시행 전 확정된 사무분담은 종전 규정에 따른다. 이에 2023년 2월 부임한 법관들은 원칙적으로 늘어난 기간을 적용받지 않는 것이다. 법원 관계자는 "무작정 적용되는 건 아니고 법관 당사자의 의사를 반영한다"며 "(2년을 했더라도) 한 해 더 하겠다는 의사가 있다면 각급 법원에서 반영해 사무분담을 확정한다"고 설명했다. 만약 이번 인사에서 재판부가 바뀐다면 절차 지연은 불가피하다. 새 재판부는 검찰의 공소사실 요지 진술과 변호인들의 모두진술, 이전 재판부에서 한 증거조사를 다시 하는 공판갱신절차를 거쳐야 한다. 지난해 2월 배석 판사 2명이 교체될 때도 공판갱신절차가 진행됐다. [서울=뉴스핌] 이호형 기자 = 유동규 전 성남도시개발공사 기획본부장. 2024.03.18 leemario@newspim.com 이 대표의 위증교사 사건 항소심 재판부도 바뀔 가능성이 있다. 서울고법 형사3부 재판장인 이창형 부장판사도 2023년 2월부터 해당 재판부를 이끌어왔다. 다만 위증교사 사건은 1심에서 무죄가 나왔기 때문에 이 대표에게 비교적 부담이 덜한 상황이다. 아직 첫 공판기일도 잡히지 않았다. 이 대표의 '쌍방울 대북송금 의혹'과 '경기도 법인카드 유용 의혹' 사건을 모두 심리하는 수원지법 형사합의11부의 신진우 부장판사도 이동할 것으로 점쳐진다. 신 부장판사는 2022년 2월 수원지법에 부임했다. 이 대표 측은 쌍방울 대북송금 사건 재판부를 바꿔 달라며 기피 신청을 냈고 재판은 중단된 상태다. 한 법조계 관계자는 "이번 인사에서 신 부장판사가 이동한다면 기피 신청은 각하될 것으로 보인다"며 조만간 재판이 재개될 것으로 예상했다. 앞서 라임자산운용 사태로 기소된 김봉현 전 스타모빌리티 회장도 불공정한 재판을 받고 있다며 재판부 기피 신청을 냈다가 담당 법관들이 사무분담 변경으로 이동하면서 각하된 바 있다. shl22@newspim.com 2025-01-28 08:00