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왜 한국은 대만에 추월 당할까? (15)

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시스템반도체란 SoC (System on Chip) 를 의미한다. Chip 은 그야말로 Cheap (값싼) 할 수 있다. 반도체 Chip 의 재료는 규소라는 실리콘과 산소의 공유 결합물인 SiO2 인데 쉽게 말하면 모래다. 해변이나 시멘트 콘크리트 만들때 사용하는 바로 그 모래인데 모래를 어려운 말로 이산화규소라고 한다. 융용점은 1710도로 녹이면 죽처럼 물렁물렁 해진다. 이산화규소는 융점 1410도의 Si와 산소 O2의 결합물이다. 규소 즉 Si는 영어로 실리콘이라고 하는데 이것도 세상 지천에 널리고 널린 물질이다.

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이 흔하디 흔한 물질을 녹여서 정련하고 원통형 물질로 만들고 그걸 수직으로 절단하면 동그란 웨이퍼가 된다. 이 웨이퍼에 알루미늄 Al, 구리 Cu 등을 입혀서 회로 그림을 그리고 손톱만한 크기로 자른것이 Chip 이다.

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세상의 모든 칩은 이렇게 만든다. 그게 개당 수천만원짜리 엔비디아 H100 이든 AMD 인텔 CPU, 퀄컴 AP, 브로드컴의 네트워크 칩, 부터 개당 수십원짜리 트랜지스터까지 다 똑같은 SiO2로 만들어 낸다. Chip을 만드는 과정에 구하기 어려은 희토류 같은것은 전혀 없다. 도핑에 사용하는 재료도 붕소(B)나 인(P) 같은 흔한 재료다.

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이렇게 흔한 재료가 엔비디아의 5,000만원이 넘는데도 없어서 못파는 GPU 같은게 되는것은 시스템 이라는 개념이 들어가서 이다.

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예를들면 2차 대전때 무전기는 엄청나게 무거워서 통신병이 메고 다녔다. 그 안에 진공관, 배터리 등을 생각해 보면 상당히 고가의 장비가 들어갔을 것이다. 요즘 이런 정도는 핸드폰 사이즈로 만들수 있고 그걸 분해해 보면 SoC 반도체 칩 한개와 주변회로가 전부이다.

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거의 모든 시스템이 칩 한개로 수렴해 간다. 예전 2차 대전때 사용하던 한번 가동이 되면 필라델피아 도시 전체가 공급 쇼크 수준인 에니악 이라는 진공관 컴퓨터보다 몇억, 몇조배 복잡한 컴퓨터도 요즘 미니PC 사이즈로 줄어든다.

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가격이 내려가고 사용 전력이 줄어드니 전세계 사람들이 들고 다니는데 그 안에 들어가는게 배터리와 SoC 그리고 디스플레이 유리 물질이 전부다. 이 SoC 반도체를 설계할 수 있는 나라가 세상에 지천이냐면 그런것은 아니다.

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미국, 대만, 중국, 한국, 일본, 유럽, 캐나다 정도이다. 파운드리 제조 라인은 전세계로 흩어서 만들수 있지만 설계와 양산을 위한 기술은 상당한 공학적 암묵지 즉 노하우의 집적이 되야한다.

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미국에서도 칩설계는 미주 전체 지역에서 하는게 아니고 실리콘벨리 한곳에서 설계한다. 가장 살기 좋고 아름답고 소득이 많은 지역의 핵심에 반도체 설계자들이 모여살고 있다. 산호세, 서니베일, 팔로알토등 이 지역에는 일반 카페 가서 어떤 우수마발 같은 사람과 대화를 해도 대개는 천재급이다.

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최근 삼프로TV 에서 배운 내용 중에 공헌이익 이라는 개념이 있다. 공헌이익을 알면 반도체 산업에 대해서 이해를 잘 하게된다. 공헌 이익은 최근에 생긴 개념 이지만 반도체 산업에서는 이걸 이미 40년 전에 깨닫고 미국과 일본, 대만, 중국에서 자본을 쏟아 시스템반도체 산업을 발전 시켰다. 말이 발전이지 자신도 피흘려가며 경쟁자를 죽이고 살아남은 것이다.

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공헌이익은

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공헌이익 = 매출액 - 변동비

영업이익 = [ (매출액 - 변동비)= 공헌이익 ] - 고정비

순이익 = 총공헌이익 - 고정비

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의 수식으로 전개된다. 시스템반도체는 변동비는 위와 같은 이유로 제로에 가깝다. 그래서 매출액이 제로에 근접해도 공헌이익은 플러스를 만들 수 있다.

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시스템반도체는 개발 기간이 매우길다. 그래서 매출액이 나오는 데까지 상당한 시간이 소요 되는것이 일반적이다. 그러나 일단 경쟁자를 시장에서 퇴출시키게 되면 판매단가를 적정선으로 유지하면서 매출액을 올려가게 된다.

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만일 시장에 경쟁자가 전무하고 중기적으로 봐도 경쟁자가 나서기 어렵다면 판매 단가는 소비자가 감당할 수 있는 가격 만큼 올라가게 된다. 대표적인 사례가 엔비디아이다. 엔비디아는 십년전 부두나 ATI의 라데온 같은 GPU 회사들이 많았을 때는 고속 그래픽 카드 가격이 2-3만원에 불과했다. 전형적인 덤핑과 상대편을 어떻게 고사 시키는가가 주요 이슈였다.

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경쟁자가 거의 전무해지고 CUDA("Compute Unified Device Architecture", 쿠다) 같은 AI 프레임워크용 소프트웨어 플랫폼으로 진입장벽을 만들게 되면 가로세로 25mm 짜리 모래판에 회로를 그린것이 몇천만원을 호가하게 된다.

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이게 엔비디아만 그런것이 아니고 넓게 보면 대만과 중국 더 확장하면 미국의 시스템반도체 산업이 경쟁자를 고사시키고 원탑으로 남아있게된 정책 구조다.

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변동비가 국가경제적으로 보면 거의 제로니 고정비가 증가 하더라도 향후 매출이 보인다면 시장에서 버텨내는 것이 중요한 산업이 되는 것이다. 당연히 이런 산업구조는 정부의 보조금이 보이든 감춰져 있든간에 엄청나게 집중된다. 중국은 지난 20년전부터 1조 위엔의 반도체 보조금을 살포했고 2차로 1조 위엔을 풀다가 미국의 제제를 만난것이다.

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이런 산업에서 WTO 제소 위험 따져 가면서 자국 산업을 죽인게 한국의 시스템반도체 정책 아닐까? 정작 WTO로 제제하던 미국과 바이든은 500억불을 주네 안 받으면 각종 다양한 제제 하겠네 하는데

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사랑과생각

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[컴퍼니 백브리핑] 공헌이익이 뭐길래. 마켓컬리 적자인 이유?_22.02.14_글로벌모니터 김수헌 대표

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