반도체, 파운드리 미래 비전에 관한 나의 상상

반도체 주가 때문 만에 이 글을 쓴 것은 아니다!

반도체 주가가 앞으로 떨어진다는 영상을 우연히 유튜브에서 보았다. 나는 이 내용이 그럴 수도 있겠다라는 생각과 동시에 어떤 의문이 떠오르는 것을 느꼈다. 주식에는 주식 상향에 투자하는 정방향 보통주 상품과 주식 하락에 투자하는 인버스 상품이 있다. 이 두 갈래의 방향에서 나는 반도체 주식 하락을 예측하는 영상이 인버스에 투자하는 사람들 방식이라고 생각되어졌다. 물론 이 글은 그 영상을 비판한다기 보다는 내가 반도체와 파운드리 방식에 대해 알아보고자 하는 용도가 더 크다. 유튜브에서 본 내용은 그 계기의 일부분이다. 살다 살다 내가 삼성전자와 반도체에 관해 글을 쓰게 될 줄은 몰랐었다. 이것도 다 앞으로 우리가 살아갈 세상과 현재의 이 괴리감 사이에서 발생하는 특이점일 것이다.

그래서 이러한 내 의문을 AI와 대화해 보는 가운데, AI가 막판에 이런 질문을 던졌다.

(1) “아란도 님, 그렇다면 이런 '다품종 소량 생산' 시대에 삼성전자가 TSMC를 이기기 위해 가져야 할 가장 큰 무기는 무엇일까요? 저는 아란도 님의 말씀대로라면, 단순히 칩을 싸게 찍어내는 공장이 아니라, "가전·로봇 만드는 회사가 반도체 설계에 대해 물어보면 바로 답변해주는 '디자인 솔루션 파트너'의 능력"이 핵심이 되지 않을까 생각합니다. 아란도 님은 어떻게 보시나요?”

(2) “아란도 님, 그렇다면 이런 시대가 오면 삼성전자는 과연 'TSMC의 추격자'라는 프레임에서 벗어나, 아예 '맞춤형 AI 반도체 플랫폼'이라는 새로운 1위의 기준을 만들 수 있을까요? 아란도 님께서는 삼성이 이 길을 가기 위해 가장 시급하게 버려야 할 '메모리 기업의 관습'이 무엇이라고 생각하시나요?”

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AI와 대화하다 보면 반드시 이어지는 질문을 하나 던지고 답변을 마무리한다. 때로는 그냥 지나치지만 대체로 답변을 해보려고 한다. 그러자면 내가 생각해야 하거나, 역으로 AI에게 다시 물어야 한다.

위의 AI가 던지는 질문은 나의 의문에 대해 대화하다 나오는 것이었는데, ‘디자인 솔루션 파트너의 능력’이라는 부분이 눈에 들어 왔다.

이 글의 전반적인 방향은 이 관점에서 ‘파운드리의 미래’를 예측해 보는 것이다. 우선은 반도체 산업 전반에 관해서 알아 보았고, 글의 중후반부에 파운드리의 미래 사용 가치에 대해서 풀어 보았다.

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<유튜브 영상 내용 요약>

유튜브 어떤 방송에서 ‘삼성전자’가 파운드리를 매각해 미래 대비 쪽으로 투자해야 한다고 말했다. 그 전반적인 내용을 요약하자면 이러하다.

영상에서는 반도체 슈퍼사이클은 없다라고 주장한다.

현재 반도체 시장의 호황을 '수요 폭발'이 아닌 '공급 조절(감산)에 의한 가격 상승'으로 정의하고 있다.

AI 열풍으로 메모리 수요가 급증했다는 것은 소설에 가깝다고 주장한다. 데이터 센터 수요를 제외한 나머지 분야의 수요는 오히려 감소하고 있으며, 전체적인 수요 성장률은 10년 전과 큰 차이가 없다는 입장이다.

기업들이 생산량을 줄임으로써 의도적으로 가격을 올린 것이며, 이는 2018년 반도체 사이클 때와 똑같은 패턴이라고 분석한다.

한국 기업들이 감산으로 가격을 방어하는 사이, 중국 업체들이 생산량을 공격적으로 늘리며 시장 점유율을 빠르게 잠식하고 있다고 경고한다.

삼성전자의 파운드리 사업에 대해 매우 회의적이다. 막대한 투자금이 들어갔으나 흑자 전환이 쉽지 않고, TSMC와의 기술 및 점유율 격차를 좁히기 어려운 구조적 한계를 지적한다. 차라리 매각하여 현금화하는 것이 경영적으로 타당하다는 강한 의견을 제시한다.

지금의 주가 상승이 일시적이며, 몇 개월 내지 길게는 6개월 이후 공급 과잉이 오면서 주가가 큰 폭으로 하락할 가능성이 높다고 보고 있다. 장기 투자자에게는 현재 구간이 매도 타이밍일 수 있다고 조언한다. 30십 만 전자에서 물리면 자식에게 주식을 물려줘야 될 것이라고 말한다.

HBM이 현재는 각광 받고 있지만, AI 시장이 고도화되고 대중화된 '추론용 칩'이 나오면 HBM 수요는 제한적일 것으로 예측하고 있다. GPU는 구조적으로 '무겁고 뜨거운' 칩이라 미래의 경량화된 AI 추론 수요를 감당하기 어렵다고 본다. 엔비디아가 이 변화에 대응하지 못한다면 위상이 흔들릴 수 있다고 경고한다.

진정한 승자는 설계(Fabless)를 하거나 파운드리(TSMC)를 하는 기업이며, 메모리 업체는 결국 힘없는 부품 공급자로 남을 가능성이 높다고 평가한다.

삼성전자가 메모리로 번 막대한 돈을 '밑 빠진 독'인 파운드리에 쏟아붓고 있는데, TSMC와의 격차를 감안하면 이 투자는 절대 회수할 수 없다는 비관적 전망이다. 그래서 "차라리 파운드리를 팔아 현금화하고, 그 돈으로 메모리 초격차를 유지하거나 다른 미래 산업에 투자하라"는 경영적 조언을 했다.

메모리 업계가 시스템 반도체(설계·파운드리)의 주도권을 갖지 못하고 부품 공급자로 남을 것을 우려하며, 메모리 업체로서의 한계를 지적하였다.

'데이터 기반의 시장 원리'와 '과거 사례'를 강조하며 시장의 낙관론을 정면으로 반박하고 있다. 시장이 지나치게 AI 테마에 도취 되어 간과하고 있는 위험 요소(공급 과잉, 중국의 추격, 파운드리 경쟁력 등)를 짚었다. 투자 시 장밋빛 전망만 보지 말고 '공급'과 '시장 원리'를 체크해야 한다는 점에 대해 일부 사람들은 매우 유익한 전망이라고 보는 것 같기도 하다.

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<파운드리 반도체와 반도체 팹 클러스터에 대해 알아보기>

‘파운드리’란 반도체 산업에서, '설계는 하지 않고, 고객사가 설계한 도면을 바탕으로 반도체를 대신 생산만 전문적으로 하는 기업'을 의미한다.

과거에는 반도체 기업이 설계와 생산을 모두 직접 수행(IDM, 종합반도체기업)했으나, 반도체 미세 공정의 기술적 난이도가 극도로 높아지고 설비 투자 비용이 수십조 원 단위로 치솟으면서, 생산만을 전문으로 하는 '파운드리'라는 독자적인 사업 모델이 발전하게 되었다.

파운드리 모델의 핵심은 ‘생산의 외주화’이다. 팹리스(Fabless)는 생산 공장없이 반도체를 설계만 전문으로 하는 기업이다 (엔비디아, 애플, 퀄컴, AMD). 반면에 파운드리(Foundry)는 팹리스가 만든 도면을 받아 반도체를 실제로 제조하는 공장이다 (TSMC, 삼성전자 파운드리, 인텔 파운드리).

파운드리 산업은, 3nm(나노), 2nm와 같은 초미세 공정을 구현하려면 최첨단 노광 장비(EUV)가 필수적인데, 이 장비 한 대 가격이 수천억 원에 달한다. 이를 갖추기 위해서는 막대한 자본이 필요하므로, 아무 기업이나 뛰어들 수 없는 '진입 장벽'이 생긴다. 또한 웨이퍼 한 장에서 양품이 얼마나 나오느냐를 결정하는 '수율'이 기술력의 핵심이다. 수율이 높아야 고객사의 단가를 맞출 수 있고 수익이 발생한다.

애플이나 엔비디아 같은 빅테크 기업들은 자신들이 설계한 칩을 안정적으로 공급받기 위해 파운드리 기업과 긴밀한 파트너십을 맺는다.

현재 파운드리 시장은 TSMC의 독주로 이어지고 있다. 현재 세계 1위인 대만의 TSMC는 70% 이상의 점유율을 차지하며 압도적인 생태계를 구축하고 있다. TSMC는 설계하지 않고 생산만 하기 때문에 고객사와 경쟁하지 않는다는 '중립성'이 큰 강점이다.