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엔비디아는 가로 x 세로 28mm 정도 되는 814 mm^2 인 H100 GPU를 만든다. 회로 선폭 4nm는 성인 머리카락 굵기인 100um의 2.5만분의 1이다. 이런 미세한 회로를 그리기 위해서 대당 5,000억정도 하는 ASML의 EUV 장비를 사용한다. 그런 미세한 그림을 석영으로 만든 식각용 건판인 마스크를 20-40장 정도 사용해 실리콘에 그림을 그리는 것이다.

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2000년 까지 예전에는 미세공정에 사용하는 실리콘용 마스크와 팹 투입비용이 개발비의 대부분 약 80% 정도 되었다.

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그러나 최근에는 이런 판도가 완전히 바뀌게 되었다. 물론 실리콘 마스크의 가격도 많이 비싸졌지만 칩 내부 트랜지스터의 갯수가 증가하면서 관련 SW와 OS, Input / Output, NPU, GPU, PCIe, DDR5 Phy, USB4 Phy 같은 IP류, 레이아웃, 백앤드 관련 비용이 정말 생각할 수 없는 어마어마한 비용이 되었다.

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최근 미세공정은 개발비 증가가 일반 중소기업이나 대학교, 출연연구소가 감당할 수 없는 수준에 이르게 되었다. 3나노 칩 개발비가 8,600억 이다. 물론 여기에는 여러가지 간접비와 유틸리티 비용, 인건비 등등이 녹아 있겠지만 TSMC 가 칩 개발비를 이렇게 추정한 것은 다 의미가 있다고 본다.

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이렇게 되면 문제는 거의 조단위 반도체 개발비를 투자할 수 있는 거대 회사만 살아남게 된다. 애플 시가총액은 2.82조 달러인데 원화로 3,666조원, 엔비디아 0.95조 달러 1,240조원 이다. 애플, 마이크로소프트, 구글, 아마존, 엔비디아, 메타, 테슬라 등의 회사는 기본으로 200조 ~ 4,000조의 시가총액의 회사이기 때문에 천억원 단위의 개발비가 심각하게 부담되지 않는다.

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그런데 한국의 회사는 어떤가. 중소기업에서는 수천억은 고사하고 수십억 규모의 반도체 개발비도 감당하기 어렵다. 중소 기업이 어려운데 출연연이나 대학교 연구소는 말할 것도 없다. 이렇게 되면 반도체 개발과 테스트는 못하고 오로지 FPGA나 시뮬레이션으로 석박사 졸업을 하게 된다.

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이런 것이 한국 반도체 산업의 큰 문제다. 즉 대학교에서 반도체를 충분히 개발하면서 엔지니어가 개발시 실패하는 여러 종류의 사고를 미리 경험 해봐야 불량 원인을 파악하고 문제점을 알게된다. 이래야 대학교의 연구실도 기술력이 쌓이는데 최근의 미세 공정은 개발비 부담이 꿈같은 일이어서 멀쩡한 개발이 될 리가 없다.

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