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왜 한국은 대만에 추월 당할까? (31)

- IP 확보와 칩 개발경험

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경기도 용인에 10년간 300조를 들여서 파운드리 공장을 셋업한다고 한다. 여러번 이야기 했지만 파운드리는 출판사, 팹리스는 베스트셀러 작가에 해당 한다고 이야기 했다. OSAT는 굳이 비유한다면 활자교정과 제본정도. 소부장 산업은 제지공장, 잉크, 인쇄기 공장으로 비유할 수 있다.

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파운드리 집적단지는 이런 파운드리와 소부장관련 산업이 집적된 단지를 경기도 용인에 논밭을 갈아 기업들에 특혜를 주고 도로와 용수 전력까지 공급해 주겠다는 것이다. 수도권 각종 법적 규제를 정비하고 세금까지 내려주면서. 만일 출판산업에 300조를 쏟는다면 그 출판업에 인쇄기를 돌려줄 작가들 즉 글쓰고 컨텐츠를 만드는 작가들 에게는 얼마나 투자를 하고 혜택이 가야 할까?

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시스템반도체 산업은 팹리스, 규격제정, FPGA모듈, IP, DSP, OSAT, Foundry, SW 산업이 복합되어 있다. 그 위에 단위 모듈 솔루션, PCB, SMT, Test 검증, 조립, 임가공, 포장과 완제품 전자산업 그리고 마케팅과 영업, 투자와 법률과 컨설팅 금융, 그리고 각종 규제와 수출입 통관, 광고, 유통업이 연결되어 있다.

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AI 반도체는 이 위에 컴파일러, 빅 데이터, 딥러닝, 클라우드, 서버, 인공지능 모델개발 산업이 복합된다. 이런 여러가지 산업을 연결하는 중간 핵심이 팹리스 회사이다.

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많은 사람들이 생각하기를 미세공정 파운드리가 셋업되면 주문이 쇄도하고 파운드리 공장이 꽉꽉 채워질 것으로 상상 하지만 파운드리 일감이 부족해서 라인케파가 텅텅비는 경우도 비일비재한다. 파운드리와 OSAT를 선정하는 것은 전적으로 팹리스의 몫이다.

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TSMC 는 미디어텍이나 엔비디아가 그야말로 조그만 랩실 수준일 때부터 일감을 받아주었다. AMD는 TSMC가 2000년대 파운드리 서비스를 해주지 않았다면 예전에 문 닫았다. 퀄컴, 애플, 브로드컴, NXP등 수많은 팹리스 대기업들이 TSMC를 선호하는 이유는 오랫동안 거래해온 경험과 축적된 IP 때문이다.

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TSMC는 무려 9,000개의 크고 작은 프로젝트를 반도체로 구현했다. 저 9000개에 프로젝트 중에서 애플의 M1, M2, M3같이 수십억개를 판매한 블록버스터형 칩셋도 있지만 테스트만 해보고 드롭한 프로젝트가 대부분이다.

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사람들은 팹리스 대기업의 물량이 T사로 가는가 S사로 가는가에 주목 하지만 그것보다 훨씬 중요한 것이 있다. T사의 가장 큰 장점은 9,000개의 프로젝트를 수행하면서 얻어진 노하우다. 수많은 프로젝트를 수행하면서 IO의 정전기 문제, 외부 전자파, 고속 스위칭시 노이즈, RF간섭, 내장 플레시나 SRAM의 사용횟수 구동전압과 온도에 따른 취약점, 속도, 온도, 파워, 클럭, 발진 등등 만들어보고 시장에 출시해서 실험해 보지 않고서는 모르는 온갖 문제를 먼저 실험으로 시장에서 수백억개를 검증해 본 경험이다.

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이런 탄탄한 경험을 바탕으로 검증된 IP가 파운드리에 없으니 대형 팹리스의 선택을 못받는 것이다. 현대 칩 개발은 한 회사가 IP를 도입하지 않고 바닥부터 다 개발할 수 없다. 대개 칩개발의 95%를 외부 기술을 사용해서 개발 하는데 외부 기술이 믿을만 한가가 파운드리 선택 사유가 된다.

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또 다른 착각은 이런 IP는 사다 쓰면 된다고 생각한다. 간단한 아나로그 디지털 변환 회로 즉 ADC를 T사 에서 셋업 했으니 그 IP 회사에 돈주고 S사로 옮겨 달라면 당장 만들어줄까? 파운드리마다 트렌지스터의 3차원 모델이 다르고 각 마스크 공정의 도핑 농도가 다르기 때문에 T사에서 잘 동작한다고 S사 에서 동작 한다고 생각하면 오산이다. T사에 셋업 되는데 소요된 시간만큼 S사에 소요된다.

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10GHz 면 빛의 속도로 가도 파장이 3cm 이다. 반도체가 고속으로 동작하면서 주변 모듈과 온갖 양자역학적 특성을 주고 받는다. 간단한 일이 아니고 쓸만한 IP 셋업은 수십년씩 양산과 업그레이드를 해가면서 확립하는 것이다. USB1.0 은 2000년 초에 1MHz 부근 이었다. 최근 USB4.0은 양방향 40Gbps 의 데이터를 주고 받는다. 이런 고급 IP는 셋업 시간이 10년도 짧다. DP, HDMI, 5G, 6G 기술 다 마찬가지로 황당하게 어려울 것이다.