AI 반도체가 더욱 중요해지고 있다

AI가 주류로 떠오르면서, 전문화된 AI칩(인공지능 반도체)에 대한 수요도 늘어날 것으로 보입니다. AI 칩은 일반적으로 과거의 경험을 활용하며 개선되도록 설계되었으며, 머신 러닝 기능이 내장되어 있기 때문에 한 번 학습하면 반드시 다시 학습할 필요가 없습니다. 그리고 머신 러닝 가운데 딥러닝은 컴퓨터가 언어 인식과 시각 인식과 같은 작업을 수행할 수 있도록 진보하는데 핵심 동력이 되고 있습니다.

Garner Inc. 에 따르면 AI의 잠재력은 상당합니다.  AI가 창출하는 비즈니스 가치는 2022년에 3조 9천억 달러에 이를 것으로 예상됩니다.³ AI 칩 시장은 대규모 성장세를 보일 것이며 (그림 1 참조), 많은 산업들을 변화시킬 것으로 보입니다.  자동차 시장은 전기 및 하이브리드 자동차의 높은 보급률과 자율주행 차량으로의 전환으로 인해 가장 큰 시장 잠재력을 제공할 것입니다. 급속한 성장을 보일 기타 산업에는 보안 및 헬스케어 섹터의 기반이 되는 산업재 시장이 포함됩니다.

보다 정교한 연결 기술에 대한 수요가 증가하고 있음을 감안할 때, 사물인터넷(IoT)은 반도체 기업의 또 다른 중요한 성장 원천입니다. 반도체 칩은 IoT 장치의 전원을 공급하고 원격 연결을 가능하게 합니다.  IoT기기의 편리성과 효율성은 해당 산업을 발전시키고, 이에 따라 반도체 기업도 IoT의 성장을 통해 수혜를 받을 것입니다.  2025년까지 전 세계적으로 750억 개 이상의 IoT 장치가 설치될 것으로 예상됩니다.⁵ 

프로세서는 오늘날 우리가 경험하고 있는 모든 컴퓨팅 기능의 중추이며, AI 프로세서는 차세대 성장을 주도하고 있습니다.  AI 프로세서는 일반 프로세서보다 훨씬 빠르게 대규모 컴퓨팅 작업을 처리할 수 있습니다.

이러한 프로세서 부문은 2위와 엄청난 격차를 둔 한 기업이 오랫동안 지배해 왔습니다. 최근, 우리는 역동적인 변화가 일어나고 있음을 목격하고 있습니다. 전통적인 약자는 보다 공격적이고 혁신적인 접근법을 채택하고 있으며, 새로운 AI 프로세서로 더 주목할 만한 제품을 만들어 AI가 도처에 존재하는 미래가 다가올 것으로 보입니다.

이러한 치열한 경쟁의 결과로, 새로운 설계 방식은 적은 비용으로 더 나은 성능을 제공하며 프로세서의 가치는 크게 증가했습니다. 궁극적인 수혜자는 이제 더 낮은 가격에 컴퓨팅 성능의 향상을 누릴 수 있는 소비자입니다.

컴퓨팅 성능의 낮아진 비용은 이러한 칩을 기반으로 구축된 소프트웨어 또는 서비스에 큰 혜택을 가져다줍니다. 클라우드 컴퓨팅, 데이터 센터 구축과 실행 비용은 점점 더 낮아질 것입니다. 마찬가지로 AI와 SaaS(Software as a Service Model: 서비스로서의 소프트웨어)의 개발 및 배치가 더 신속해질 것입니다. 이러한 분야에서 공격적인 경쟁자인 중국은 여러 가지 면에서 분명히 수혜를 입을 것으로 전망됩니다.

더 나은 제품 역량, 기능, 신뢰성 등에 대한 지속적인 수요의 결과로 반도체 업체의 현재 비지니스 모델의 모습이 만들어졌습니다. 반도체 기업은 종합 반도체 회사 모델이거나 팹리스(Fabless)-파운드리(Foundry) 모델 중 하나일 수 있습니다(그림 2 참조). 후자 모델에서 칩 설계, 칩 제조, 테스트 및 패키징은, 별도 회사들에 의해 이루어집니다.

그림2: 반도체 운영 모델⁶

이 산업의 가치 사슬은 사실 지리적으로 넓게 분포되어 있으며 이 산업의 참여 국가들은 고용 및 수출 기회와 같은 많은 혜택을 누립니다. 현재 해당 산업 생태계에서 주요 업체들이 한국, 일본, 대만에 위치하고 있는 반면 미국은 여전히 설계 부분에서 지배력을 유지하고 있습니다. 중국은 테스팅과 패키징 분야의 선두주자 중 하나입니다.

패키징은 생산칩의 전기 전도성을 보호하고 촉진시키는 물질로 감싸는 생산 공정의 마지막 단계입니다. 통합 회로 패키징 및 테스팅을 수행하는 회사를 흔히 OSAT라고 칭합니다.

2018년 세계 OSAT 시장은 280억 달러 규모이며, 상위 10개 기업들은 84%의 시장 점유율을 기록했고, 그 중 3개가 중국 기업이었습니다.⁷  시장에서 웨어러블 기기에 대한 인기가 높아짐에 따라 2019-2024년 기간 동안 연평균 6%의 성장을 기록할 것으로 예상됩니다.⁸ 이러한 기기들이 더욱 유연해지고 혹독한 조건하에서도 더 좋은 성능을 발휘하게 되면 이 시장은 더욱 성장하게 될 것입니다. 새로운 OSAT 기업 및 기존 OSAT 기업들은 새로운 제품 사양에 맞춰 혁신을 해 나갈 필요가 있습니다.

 

중국은 OSAT의 주요 시장으로 떠오르고 있습니다. 중국의 반도체 패키징 기업들은 프로세서 시장의 역동적인 변화 움직임에 수혜를 받고 있는데, 이는 일부 기업들이 최신 노드(node)에 대한 직접적이고 유일한 OSAT기업이기 때문입니다.  중국 정부는 또한 "Made in China 2025" 계획을 통해 OSAT 업체에 대한 지원을 약속하기도 했습니다.

이에 따라 중국의 반도체 패키징 및 테스팅 시장은 급속도로 성장하고 있습니다. 또한 가치 사슬을 증진시키기 위해 신제품 설계에 참여함으로써 사용자와 더욱 긴밀한 관계를 구축해오고 있습니다. 또한 반도체 패키징 업체는 설계와 제조업체에 비해 영역을 확장하고 재설계하는 것이 훨씬 용이합니다.

화웨이로부터의 수요 증가와 해외 시장의 주문 증가로 OSAT 제조업체의 설비 활용률이 빠르게 반등했습니다.  실제로 상위 3개 OSAT 기업들은 2019년/2020년 자본비용을 늘려 생산설비를 확대할 것으로 예상됩니다.

또한, 중국의 한 주요 OSAT 기업은 선도적인 반도체 칩 설계사의 유일한 파트너로서 혜택을 누릴 것으로 예상됩니다. 새로운 칩 설계는 전적으로 새로운 7나노미터(nm) 프로세서 칩을 기반으로 하며, 이 칩은 10년 만에 처음으로 3개 분야(데스크탑 컴퓨터, 백엔드 서버 및 그래픽 처리 장치) 모두에서 성능의 경쟁 우위를 확보했습니다.

반도체 산업에서 가장 수익성이 높은 분야, 즉 반도체 칩 부문에서 패권을 둘러싼 경쟁이 치열해지면서 중국 OSAT가 수혜를 받고 있습니다. 판매량이 증가할 뿐만 아니라, 7nm 칩의 패키징 및 테스팅과 관련된 복잡성이 증가함에 따라 OSAT의 가격과 이윤 또한 향상될 것입니다.