파운드리란? 관련주 체크

 

파운드리 하면 대만의 TSMC나 삼성전자를  떠올리시죠. 맞습니다. 그런데 불과 몇년전까지만 해도 파운드리 분야는 반도체 업계 그중에서도 팹리스 업체들의 하청업체쯤으로 여겨졌습니다. 

 

 

하지만 애플, 아마존, 페이스북 등의 테크기업들이 직접 반도체를 설계하고, 반도체 수요가 폭발적으로 늘어나면서 이제는 반도체 생산을 위해 각국 정부가 파운드리 업체에 애걸복걸 해야 하는 상황까지 오게 되었습니다.

 

 

아무도 주목받지 않던 파운드리 분야가 '슈퍼을'이 된 과정, 그리고 파운드리가 대체 뭔지 초보자들을 위해 A to Z를 정리하는 시간을 갖도록 하겠습니다. 

 

 

 파운드리란 무엇인가?

반도체는 다음과 같은 과정을 거쳐 탄생합니다.

 

그리고 각 단계별로 분야가 세부적으로 나뉩니다.

 

1) 반도체 설계 

 

① 칩리스 : 기반 기술 설계만 도맡아서 하는 회사 

- 대표기업: ARM

 

→ 게임으로 치면 게임엔진을 만드는 회사로 빗댈수 있습니다. 게임엔진을 이용해 게임사들이 게임을 개발하는 것이죠. 반도체를 설계하기 위한 명령어구조를 개발하는 회사라고 보면 됩니다. (문과라서 설명에 한계가 있습니다)

 

② 팹리스 : 칩리스 기업의 기반기술을 바탕으로 CPU, GPU등을 설계하는 회사, 팹리스(생산설비없이) 설계만 하는 기업을 뜻한다.

- 대표기업 : 엔비디아, AMD, 퀄컴

 

2) 반도체 생산

 

① 파운드리 : 반도체 설계없이 생산만 전문으로 하는 기업 

- 대표기업 : TSMC, UMC(대만), 삼성전자, 글로벌파운드리(미국)

 

→ 보통은 자사에서 생산하거나, 혹은 생산여력이 남는 회사에 위탁해 생산을 해왔습니다. 그러나 반도체 수요가 늘어나면서 생산만 전문으로 해주는 회사가 생겨나기 시작했습니다. 

 

3) 설계, 생산,테스트, 생산 및 유통 

 

① IDM : 전 과정을 직접 하는 업체

 

- 대표기업 : 인텔, 삼성전자 

 

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  파운드리 대표기업 

 

▨ TSMC : 글로벌 1위 파운드리 업체

 

1) 1987년 대만이 국가주도로 출자한 회사입니다. 1992년 민영화가 되었습니다.

2) 매출 : 125억 5000만달러 (20년 4분기)

3) 점유율 : 55%

4) 시가총액 : 한화 689조

5) 애플, 퀄컴, 엔비디아, AMD 등 주요 빅테크 기업들을 고객사로 보유

 

 

최근 반도체 수요가 늘어나면서 TSMC의 위상이 엄청나게 상승하고 있습니다. 특히 자율주행차에 들어가는 반도체수는 대략 200여개로 기존차량의 10배에 달한다고 합니다. 이 때문에 TSMC에서 반도체 공급을 중단하면 자율주행차 연구도 못하는 수준까지 이르렀습니다.

 

독일정부가 TSMC에 반도체 생산 늘려달라고 한것도 이러한 맥락에서 벌어진 일입니다. 

 

 

▨ 삼성전자 : 파운드리 매출 2위업체

 

1) 종합반도체 회사임과 동시에 파운드리 분야가 있어서 외주받고 있음

2) 매출 : 37억 1000만달러 (20년 4분기, 전체매출의 6%정도가 파운드리에서 발생)

3) 점유율 : 16.5%

4) 2017년 독자 사업부로 승격

5) 총 7개의 공장 보유 (추가 건설 진행중)

 

 

UMC : 점유율 6.9% 대만업체

글로벌 파운드리 : 점유율 6.6% 미국업체

 

 

  파운드리 시장 전망

 

2010년 283억달러였던 파운드리 시장은 현재 846억달러로 성장했습니다. 올해는 작년보다 24% 가량 성장할 것으로 전망됩니다. 

 

 

때문에 삼성전자 역시 파운드리 점유율 확대를 위해 최선을 다하고 있는데요. 그럼에도 TSMC의 점유율을 좀처럼 따라잡지 못하고 있습니다. 

 

양사간의 점유율 차이는 심하지만 그럼에도 기술면에서만 본다면 TSMC와 삼성전자는 거의 엇비슷한 수준으로 라이벌이라고 할수 있겠습니다. 

 

 

파운드리 기술은 무엇으로 결정되는가?

 

▨ 생산업체에 무슨 기술이?

 

공장만 지으면 되는거 아니야? 생산이 뭐그렇게 어렵길래 애먹지? 라고 생각할수 있지만 결코 그렇지 않습니다. 반도체는 아주 작은 판위에 얼마나 많은 회로가 그려져 있느냐로 성능이 결정됩니다.

 

 

공간은 한정되어있으니 회로의 굵기를 얇게해야합니다. 이 회로의 굵기를 줄이는게 바로 파운드리 기술경쟁의 핵심인데요. 현재는 10나노 7나노 5나노 등으로 나노단위로 경쟁을 하고 있습니다.

 

 

1 나노미터는 머리카락 굵기의 10만분의 1정도라고 합니다. 나노 단위 앞에 붙는 숫자가 작아질수록 기술력이 뛰어나다고 보시면 되겠죠. 인텔이 10나노 이하 공정으로의 진입이 늦어서 현재 위기를 맞고 있으며, 7나노 이하의 미세공정 능력은 현재 삼성전자와 TSMC 뿐입니다. 

 

▨ 기술력 비슷한데 삼성전자가 왜이리 밀리지?

 

 

삼성전자와 TSMC는 현재 5나노미터 단위의 칩생산이 가능하며 2022년 양사 모두 3나노 공정을 위해 기술경쟁을 벌이고 있습니다. 기술력은 엇비슷한데 점유율을 엄청나게 차이가 나는데요.

 

1) 생산력과 포트폴리오

 

TSMC는 미세공정만 있는게 아니라 10나노에서 45나노까지 다양한 포트폴리오를 구성해 다양한 고객사를 확보하고 있습니다. 오래전부터 파운드리에 집중해왔기 때문이겠죠.

 

 

이에비해 삼성전자는 파운드리에 집중한지 이제 3~4년차입니다. 아직 고객도 생산시설도 포트폴리오도 TSMC와 비교되지 않는 수준이죠. 

 

그러니 수주가 TSMC에 몰리는 것이고, 수주가 몰리면 자금력이 올라가 생산설비를 늘리는 규모의 경제가 점점 더 강화되고 있기 때문에 TSMC의 영향력이 갈수록 올라가고 있습니다. 

 

2) 장비 

 

삼성전자의 파운드리 공장_평택

 

생산을 늘리려면 일단 공장을 늘려야 하는데요. 당연히 공장안에 설비도 늘려야합니다. 문제는 설비확충도 만만치 않다는 것입니다. 5나노 이하의 제품을 만들기 위한 장비인 EUV는 오직 네덜란드의 ASML 이라는 회사에서만 제작합니다. 

 

한대에 2000억 하는 반도체 장비

 

문제는 이 장비도 일년에 몇대 생산하기가 힘들다는 것입니다. 2020년에 36대밖에 못만들었죠. 그리고 출하량 대부분이 TMSC에 납품되고 있습니다. 

 

 

2025년까지 삼성전자는 100대 TSMC는 200대의 장비를 확보하는 것을 목표로 하고 있는데 가능할까? 라는 의문은 남습니다. 몇새전에 ASML이 여러 글로벌 반도체 업체들에게 지분투자를 요청한 적이 있는데, 그때 투자를 과감히 했었다면 어떨까? 라는 아쉬움도 이제서야 남습니다. 

 

 

3) 고객과 경쟁하지 않는다.

 

TSMC는 외주만 받습니다. 하지만 삼성전자는 독자 반도체를 개발하고 있죠. 삼성전자에 생산을 맡기기에는 기술유출과 같은 보안문제에는 민감할수 밖에 없습니다. 저라도, 기술유출 우려가 없는 TSMC를 먼저 생각할것 같네요.

 

 

삼성전자의 파운드리 경쟁력은?

 

하지만 말씀드렸다시피 기술력은 거의 동일합니다. 현재의 점유율 차이는 엄청나지만 10나노 이하의 미세공정 파운드리 분야로 좁혀보면 점유율은 6:4 정도로 해볼만한 수준입니다. 

 

TMSC는 7나노 공정을 2018년 도입했고, 삼성전자는 2019년 도입했습니다. 그리고 2020년 양사 모두 5나노 공정 기법으로 TSMC는 애플과 AMD를 고객으로 두고 있으며 삼성전자는 퀄컴고 엔비디아를 고객으로 확보했습니다. 향후 미세공정이 점차 확대된다는 가정하에 점유율은 점차 줄어들수도 있습니다.  

 

그리고 3나노 고정은 양사모두 2022년 양산도입을 목표로 경쟁중입니다. 3나노 공정 성패에 따라 삼성전자가 최대 40% 수준까지 점유율을 확보할수도 있다는 전망입니다.

 

 

삼성전자 인텔 수주의 의미는?

 

삼성전자는 인텔의 사우스브리지라는 메인보드에 들어가는 칩셋을 수주받았습니다. 이는 14나노미터 공정인데요. 같은 시기에  TSMC에게는 3나노 공정 기반의 칩생산을 맡겼습니다.

 

삼성전자로써는 아쉬운 결과네요. 삼성전자가 겪을수 밖에 없는 한계이긴 하지만 어쨋건 인텔과의 관계가 시작되었고, 다양한 수주를 확보함으로써 포트폴리오를 다양화 하는데는 도움이 된다는 점에서는 긍정적 시그널입니다. 

 

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