시스템반도체 산업은 우리나라에서 가장 큰 기업, 삼성전자가 주력하고 있는 산업이니만큼 많은 사람들의 관심이 집중된다.

하지만 시스템반도체 산업에서만 사용되는 용어나 업계의 특성이 워낙 복잡한 탓에 접근하기가 쉽지 않은 산업인 것도 사실이다. 

이번 영상에서는 시스템반도체 산업의 전반적 이해를 돕기 위한 설명에 더해 시스템반도체 산업이 과연 어디로 가고있는지, 시스템반도체 산업의 전망과 관련된 이야기를 해보도록 하겠다.

이 세상 모든 전자기기에는 반도체가 들어간다. 이 반도체는 크게 시스템반도체와 메모리반도체로 나뉜다.

메모리반도체는 정보를 저장하는 반도체다. 이 메모리반도체는 크게 또 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리로 나뉘지만 이와 관련된 설명은 다음 기회로 미루도록 하겠다.

시스템반도체는 연산에 사용되는 반도체다. 우리의 뇌에 비유하자면 메모리반도체는 무엇을 암기하는 지능, 시스템반도체는 무언가를 이해하고 계산하는 지능이라고 이해하면 쉽다. 

그렇다면 시스템반도체 산업은 어떻게 구성돼 있을까?

시스템반도체 산업에 참여하고 있는 기업들은 크게 세 가지로 나눌 수 있다. 팹리스, 파운드리, 그리고 IDM(종합반도체기업)이다.

팹리스는 시스템반도체를 제조 없이 설계만 하는 기업을 말한다. 팹리스라는 용어 자체가 팹(Fab), 그러니까 제조공장이 없다는 뜻이다. 대표적 팹리스로 퀄컴, 엔비디아, AMD같은 회사들이 있다.

설계만 하는 회사가 있다면 당연히 제조만 하는 회사도 있을 수밖에 없다. 팹리스 회사들의 설계를 넘겨받아서 그걸 대신 제조해주는 회사를 우리는 파운드리라고 부른다. 대표적 파운드리 업체로는 우리나라 삼성전자의 파운드리사업부, 그리고 TSMC가 있다.

마지막으로 종합반도체기업은 설계와 제조를 모두 하는 기업을 말한다. 대표적 종합반도체기업으로는 인텔과 삼성전자가 있다.

그렇다면 시스템반도체 산업은 어떻게 변화하고 있으며 앞으로 어떤 방향으로 나아갈까?

지금 시스템반도체 산업분야에서 가장 뚜렷한 변화는 팹리스 업계가 겪고 있다. 저번 영상에서 간단하게 이야기했지만, 최근 애플, 마이크로소프트, 구글 등 빅테크 업체들이 팹리스들의 영역을 넘보고 있기 때문이다. 

인텔이 만드는 모바일 CPU는 여기저기 다 쓰인다. 삼성의 갤럭시북에도, 마이크로소프트의 서피스 일부 모델에도, 아수스나 레노버, 한성컴퓨터같은 중소 노트북 업체들의 노트북에도 모두 인텔 CPU가 들어간다.

하지만 애플의 M1은, 오직 애플의 맥북에만 쓰인다. 애플은 자신들의 기기에 완전히 최적화된 시스템반도체를 만들어낸 셈이다. 그리고 애플의 이런 행보를 마이크로소프트, 구글 등이 넘보고 있다.

마이크로소프트는 최근 애플에서 칩 설계를 담당한 마이크 필리포를 영입하면서 클라우드서버와 서피스용 자체 칩 개발에 나섰다. 구글 역시 자체 개발한 AP인 ‘텐서’를 올해 연말 출시될 것으로 예상되는 구글의 새 핸드폰 ‘픽셀 노트패드’에 탑재할 계획을 세우고 있다.

퀄컴같은 ‘범용칩’을 설계하는 팹리스들의 미래가 불투명해졌다는 이야기가 나오는 이유다. 파운드리를 포기하겠다고 선언했던 인텔이 1년 만에 갑작스럽게 말을 바꾸고 파운드리 사업 본격 진출을 선언한 데에도 이런 상황이 영향을 미쳤을 가능성도 있다.

그렇다면 주로 컴퓨터나 스마트폰에 사용되는 CPU나 AP말고 현재 각광받고 있는 시스템반도체 분야는 어떤 것들이 있을까?

대표적으로 차량용 반도체와 서버용 반도체를 들 수 있다. 차량용 반도체는 자율주행과 전기자동차라는 첨단 기술과, 서버용 반도체는 메타버스, 클라우드 등의 첨단 기술과 맞닿아있는 4차산업혁명의 필수 부품이기 때문이다.

시스템반도체가 처리해야 하는 연산이 갈수록 복잡해지고 딥러닝 등 인공지능 기술에 특화된 연산구조를 지닌 시스템반도체의 필요성이 대두되면서 각 시스템반도체 업체들은 인공지능반도체 연구에도 계속해서 박차를 가하고 있다.

삼성전자의 M램 기반 ‘인 메모리 컴퓨팅’ 기술 등이 대표적이라고 볼 수 있다. 삼성전자의 인공지능 반도체와 관련된 이야기는 다른 영상에서 자세히 다뤄보도록 하겠다.

삼성전자, SK하이닉스같은 대기업부터 DB하이텍, LX세미콘, 제주반도체 등 중견·중소기업까지 우리나라의 수많은 기업들이 전력을 다하고 있는 시스템반도체 시장. 그리고 미국과 중국이라는 두 슈퍼파워가 제대로 격돌하고 있는 시스템반도체 시장. 이 시장에서 과연 어떤 기업, 어떤 나라가 우뚝 서게 될지 지켜볼 일이다. [채널Who 윤휘종 기자]