비메모리 반도체 이해하기 (팹리스)

 

Intro

 

반도체 산업은 크게 메모리 반도체와 비메모리 반도체로 나누어진다. 한국의 삼성전자와 SK하이닉스는 메모리 반도체의 비중이 크며 그중에서도 삼성전자는 메모리 반도체 시장에서 글로벌 1위의 점유율을 보유한 기업이다. TSMC와 같은 대만의 시스템 반도체 회사는 파운드리의 성장과 함께 성공하였다. 이에 2022년 3분기 기준으로 글로벌 반도체 기업 매출 1위였던 삼성전자의 매출액을 능가하였다. 이에 삼성전자는 비메모리 반도체에 대대적인 투자를 하고 있지만 여전히 TSMC와의 점유율 격차는 여전하다. 따라서, 오늘은 비메모리 반도체에 대해서 이해하는 시간을 가질 것이다.

 

비메모리 반도체를 하루 만에 다 다루는 것은 힘들기에 몇 가지로 나누어서 설명할 것이다. 오늘은 팹리스에 대해서 이해해 볼 것이다. 다음 시간에는 파운드리에 대해서 다룰 것이다. 

 

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팹리스란 무엇인가?  팹리스는 반도체 설계 전문 업체이다. 팹리스 업체의 경우 설계를 제외한 웨이퍼 생산과 패키징 테스트 공정은 외주 업체를 통해 생산된다. 

 

팹리스 기업은 파운드리 기업과 같이 막대한 자본과 공장 설비가 필요하지 않다. 단지, 우수한 칩 설계 기술이 필요할 뿐이기에 반도체 칩 개발에 우선순위를 둔다. 그렇기에 다품종 소량 생산 형태를 가진 것이 팹리스 기업의 형태이다. 

 

팹리스 기업에는 우리가 익히 알고 있는 엔비디아, 퀄컴, AMD가 있으며 국내 기업 중에는 실리콘웍스 제주 반도체가 있다.

 

일반적으로 칩을 생산하기 위해서는 대규모 설비투자를 비롯한 공장이 필요하다. 규모의 경제가 필요한 부문이기에 초기 투자비요이 상당하지만 팹리스 업체는 공장을 만들지 않고 위탁을 하기에 가격 측면에서의 이점이 존재한다. 

 

팹리스가 위탁을 받는 곳을 파운드리 업체라고 하며 대표적인 기업은 TSMC, 삼성 파운드리, 글로벌파운드리가 있다. 삼성의 경우 팹리스의 부문과 파운드리의 부문이 모두 가능한 분야이다. 물론, 엔비디아 퀄컴과 같은 수준의 팹리스 기술력은 아닐지라도 자체 설계 생산이 가능한 업체는 한국의 삼성과 미국의 인텔 그리고 하이닉스 정도로 축약된다. 이러한 기업을 IDM이라고 일컷는다. 

 

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국내 팹리스 시장

 

국내 팹리스 시장은 메모리 분야와 파운드리 분야와는 달리 미개척 분야이다. 중국과 대만보다 기술력에서 뒤처져있으며 글로벌 시장 점유율은 1%도 되지 않는다. 팹리스 분야에서의 글로벌 점유율은 미국이 과점하고 있다. 

 

글로벌 팹리스 시장

 

글로벌 팹리스 시장의 대표적인 업체는 미디어텍, 브로드컴, 애플, 엔비디아, AMD, 퀄컴이 있다.

 

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팹리스 시장에서의 시장 점유율 1위의 기업은 미국의 퀄컴이다. 2위와 3위 또한 엔비디아와 브로드컴으로 미국 기업이다. 4위 미디어텍(대만) 기업을 제외하면 5위 미국의 AMD를 고려하면 미국이 과점하고 있는 시장이다. 

 

퀄컴은 스마트폰 AP 시장을 독점하고 있는 반도체 설계업체이다. 주요 매출처는 애플이었으나, 최근 애플이 AP 자체설계로 노선을 변경하여 퀄컴에게 리스크로 작용하고 있다. 그러나, 퀄컴은 자율주행, VR 그리고 IOT 등에서 사업 포트폴리오를 다각화하고 있다. 

 

엔비디아는 GPU 그래픽처리장치에서의 두각을 보이는 기업이다. 최근 데이터센터 분야의 확대와 자율주행과 가상화폐 채굴 등에 사용되기에 GPU 수요가 증가하여 엔비디아가 반도체 시장에서의 큰 점유율을 차지하고 있다. 인공지능과 자율주행 시대로 이어지는데 필수적으로 사용되는 GPU 그래픽 처리장치는 앞으로 향후 지속적인 성장성을 보여줄 것이기에 엔비디아의 성장성이 높게 평가되는 것이다. 

 

브로드컴과 미디어텍 그리고 AMD또한 스마트폰 AP 개발 혹은 CPU칩 GPU 칩 설계를 담당하는 회사들이다. 대만의 미디어텍의 경우 퀄컴의 고사양 AP 생산보다는 중저가 제품 AP 생산에 보다 비중을 실은 기업이다. AMD는 엔비디아와 유사하게 GPU 칩을 설계하며 컴퓨터 중앙처리 장치인 CPU칩 또한 설계하는 기업이다. 

 

팹리스 시장은 최근 고성장하는 분야이다. 지난해 세계 반도체 TOP10 기업 중 YOY 성장률 탑 3 기업은 대만의 미디어텍과 미국의 엔비디아와 퀄컴으로 모두 팹리스였다. 미디어텍은 퀄컴을 누르고 스마트폰 AP 출하 대수 1위에 올라설 만큼 성장하였다. 

 

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국내 시장은 주로 파운드리와 메모리 반도체 설계에 집중되어 있으며 미국을 필두로 대만의 미디어텍이 팹리스 분야에서의 성장에서 두각을 보이고 있다. 국내 시장의 팹리스 산업 확대를 위한 정부의 노력이 이어지고 있지만, 칩 설계 분야는 믿을만한 레코드가 필요한 분야이기도 하기에 성장이 가시화되기까지는 시간이 오래 걸릴 것으로 보인다. 한 가지 방법으로 삼성전자가 최근 ARM 인수에 관심을 보이는 것으로 나타났으나 미국 규제당국의 독점법에 의해서 차질을 겪을 것으로 보인다. 또한, ARM 같은 기업의 경우 노조의 힘이 강한 기업으로 실질적인 인수 가성비를 고려했을 때 ARM인수가 쉽지 않을 것으로 보인다. 

 

그러나, 만일 ARM을 인수하여 삼성전자가 전폭적으로 투자에 앞장서서 나선다면 한국은 비메모리 시장에서의 선점을 기대할 수 있을 것이다.

 

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