Switching to US chiplets, ‘manufactured in the US’, Samsung’s ‘backward’ semiconductor exports plummeted by 30%
미국이 국방생산물법으로 52억 달러를 투입해 기존 D램 반도체 칩과 다른 칩렛 기판 제조업의 ‘미국내 공장’ 건설이 집중되며 경쟁 4개사에서 대만 TSMC가 이미 협업으로 가세했고, 삼성의 텍사스 투자가 경쟁 후위가 되며 한국 반도체 수출은 30% 급락했다.
바이든 대통령은 3월 27일 회로기판(PCB)과 차세대 패키징 관련 제품의 미국 생산 능력을 확장하기 위해 국방물자생산법 발동에 대해 뉴욕타임스는 인공지능 자동차 등에서 칩렛으로 일대 전환으로 11일 밝혔다.
미국 국방물자생산법이 발표 당시 국방분야와 의료분야 등에 적용으로 보도됐으나, 실제 미국의 첨단 칩 제조업 강화 전략은 “첨단 패키징 기술을 기반으로 한 칩렛 전략이 반도체의 발전 필수 도구로 전환하며 인공지능, 자율주행 자동차와 군용 하드웨어에서 혁신 주도 산업이 됐다”며 “52억 달러 보조금 패키지 칩법(CHIPS Act)이 미국 내 첨단 포장 공장 가동에 필수 프로세스를 더 많이 포착하는 것이 목표“라고 NYT가 보도했다 .
52억 달러 미국내 투입은 39억 달러가 신규 및 확장된 제조 시설 건설에 사용되며, 새로운 칩 기술 연구 지원에 올해 말까지 11억 달러가 추가 분배되며 4개의 주력 반도체 생산기업이 경쟁 중이며 이중 삼성 텍사스주의 집중 투자가 탈락 확률이 높아 보인다.
칩 제조업체들은 미국 전역에 대만 TSMC(애리조나) 삼성(텍사스) 마이크론(뉴욕) 인텔(오하이오) 4개 경쟁에서 미 상무부는 ‘최소 2개 선정’이라고 NYT가 밝혔다.
NYT는 바이든 행정부의 이번 파운드 칩 기판 제조업에서 몇 년 동안 가장 큰 변화 중 하나라며 “50년 이상 동안 컴퓨터 칩 설계자들은 주로 성능을 높이기 위해 한 가지 전술을 사용했고 10여 년 전, 칩 제조업체 Advanced Micro Devices(AMD)의 엔지니어들이 방대한 수의 작은 트랜지스터로 하나의 큰 마이크로 프로세서를 설계하는 대신 하나의 전자 두뇌처럼 작동하도록 단단히 포장되는 작은 칩 하나인 ‘칩렛’ 개념으로 AMD, Apple, Amazon, Tesla, IBM Intel이 제품을 출시하면서 견인력을 얻었다”고 밝혔다.
NYT는 이어 “칩렛 붐을 주도하는 회사 중 하나인 대만 TSMC은 이미 AMD 및 기타 수백 개 업체용 칩을 만들고 있고 인터포저라는 고급 실리콘 기반 기판을 제공한다”며 “인텔은 유사한 기술을 개발하며 실리콘 밸리의 신생 기업인 Eliyan과 같은 접근 방식으로 저렴한 기존 플라스틱 기판을 개선해 왔고, 또한 펜타곤 프로그램에 따라 새로운 패키징 프로토타입을 개발해 새로운 파일럿 패키징 공장에 대한 칩법 지원을 희망한다”고 밝혔다.
칩렛에 대해 “오늘날 기업들은 일반적으로 자체 연결 기술과 함께 패키지의 모든 칩렛을 직접 설계한다”며 “산업 그룹은 이에 기업이 다른 제조업체의 칩렛으로 제품을 보다 쉽게 조립할 수 있도록 기술 표준을 연구하고 있다”고 NYT가 밝혔다.
새로운 기술에 대해 NYT는 “현재 극한의 성능을 위해 주로 사용된다”며 “인텔은 최근 시카고 근처에 있는 아르곤 국립 연구소(ANL)의 강력한 슈퍼컴퓨터에 사용될 47개의 칩렛에 의한 폰테 베키오(Ponte Vecchio) 프로세서를 출시했고, AMD는 대규모 메모리 칩 풀과 함께 표준 계산을 위한 칩렛과 컴퓨터 그래픽용으로 설계된 다른 칩렛을 결합한 특이 제품 MI146에 대한 계획을 공개했다”고 밝혔다.
미국 산업 정책 핵심이 칩렛 착륙으로 결정된 이유에 대해 NYT는 “칩 자체를 만드는 것과 같은 포장이 아시아 기업에 의해 압도적으로 지배되고 있다는 것”이라며 “무역협회(IPC) 자료가 미국은 전 세계 반도체 생산량의 약 12%를 차지하지만 미국 기업은 칩 패키징의 3% 만 제공한다”고 밝혔다.
칩렛 스타일 디자인 전환 추세에 대해 시장 조사기관 Yole Group은 2027년까지 마이크로프로세서의 80%가 칩렛 스타일 디자인을 사용할 것이라 밝혔고, Synopsys는 여러 칩을 동시 키징을 기반으로 140개 이상의 고객 프로젝트 확보했다고 NYT가 밝혔다.
조 바이든 미 대통령은 첨단 포장과 국내 회로기판 생산이 국가 안보에 필수적이라며 회로기판(PCB)과 차세대 패키징 관련 제품의 미국 생산 능력을 확장을 위해 해당 분야의 미국 및 캐나다 기업을 위한 국방물자생산법에 자금 52억 달러 투입을 지난 3월 27일 발표했다.
레이몬드 상무장관 발표한 가장 진보 된 로직 칩 생산에 대해 미 상무부 관리는 ‘최소 2개’라며 “미국 제조 클러스터와 다른 종류의 칩을 위한 시설과 지원용 복잡한 공급망 구축”에서 “이러한 시설이 어디에 있을지 추측을 거부하고 신청서를 검토해야 한다”고 NYT에 말했다.
이미 칩 제조업체들은 미국 전역에 수십억 달러의 신규 투자 계획을 발표했고, 세계 첨단 칩의 대부분 생산자인 TSMC는 애리조나가 확장 주력지이고, 2위 삼성은 텍사스에 투자하고 있고, 첨단 메모리 칩 제조의 마이크론은 뉴욕에서 대규모 확장 계획을 발표했고, 기술 우위를 확보에 막대한 투자를 선도한 미국의 거대 기술 기업 인텔은 오하이오에서 ‘메가사이트’에 착공해 4개중 2개가 미 정부의 지원 대상으로 선택될 예정이다.
레이몬드 상무장관은 모든 주요 글로벌 칩 회사가 미국에 연구 및 제조 시설을 모두 갖기를 원할 정도로 미국을 반도체 기술의 리더십 위치로 복원하는 것이 비전이라고 말해 미국에 대한 삼성의 투자는 ‘미국내 생산시설 확장’에 이용될 것으로 보인다.
미국의 연구기관들은 앞서 2020년 칩법이 투입하는 ‘50억 달러 투자’의 선행 조사에서 “미국 시장 점유율이 14%로 증가”(현재 3%)를 밝혔다.
칩렛(chiplet, 반도체 조각)은 이종 칩을 결합하며, 프로세서를 구성하는 작은 구성 단위나 IP(Intellectual property) 블록 단위로 밀어 넣어 각기 다른 기능의 여러 칩렛을 연결해 프로세스를 만들어, 기존 단일(Monolithic) 칩의 성능 한계 및 높은 비용과 과도한 미세공정 을 극복하기 시작했다.
국제 메모리반도체의 가격 하락 지속에도 증산을 고수했던 삼성전자 반도체 사업부는 1분기에 5조5800억원 적자이고 SK하이닉스도 3조4020억원 적자이다.
한국의 반도체 수출은 4월까지 1년 전보다 29.4% 하락했고 월간 기준 9개월 연속 수출 감소세가 이어졌다.
관세청의 ‘5월 1~10일 수출입 현황’은 수출이 144억8500만 달러로 1년 전보다 10.1% 감소했다.
전체 수출액은 지난해 10월부터 지난달까지 7개월 연속 감소에서 이달 초순까지 ‘마이너스’ 가 지속됐다.