반도체 기업 탐구: 삼성전자 비메모리에 거는 기대

한국 반도체 업체들에게 비메모리 반도체 시장은 넘어서기기 어려운 시장 중에 하나였다.

 

2019년 삼성전자가 파운드리에 대한 비젼을 선포하며 그 관심이 높아지고 있고, 2020년 Covid 19 이후 비메모리 반도체에 의한 반도체 공급 부족 사태가 심각해지면서 중요성이 한층 부각되고 있다. 이에 비메모리 반도체 시장 현황을 살펴보고 한국 업체들의 현 주소에 대해 점검해 볼 필요가 있다.

 

엑시노스 2200의 의미

 

삼성전자는 엑시노스 2100에서 발생했던 발열 및 성능 등 여러 가지 문제점을 보완해서 엑시노스 2200을 새로운 플래그십 제품으로 출시할 예정이다. 엑시노스 2200은 ARMv9 아키텍쳐를 사용한 옥타코어 CPU와 AMD의 RDNA2 아키텍쳐를 사용한 GPU를 장착하고 퀄컴의 최신 AP의 성능을 뛰어 넘을 것을 예고하고 있다. 엑시노스 2200의 성공 여부는 삼성전자 파운드리 부문에도 상당히 중요한 부분이다.

 

 

엑시노스 2100의 채택율은 2021년 갤럭시 시리즈의 20% 수준에 불과했으나, 갤럭시 S22를 시작으로 2022년에는 50~60%로 상승할 것으로 삼성전자는 언급하고 있다. 이를 기준으로 엑시노스의 출하량을 산출해 보면 2021년 59백만대에서 2022년 최소 1.3억대로 125%YoY(갤럭시 출하량 2.6억대, 엑시노스 채택 비중 50% 가정시) 증가 한다. 2022년 갤럭시 출하량을 3.2억대 이상으로 전망하고, 이중 60%에 엑시노스가 채택된다면 엑시노스의 2022년 출하량은 1.9억대로 230%YoY 증가한다.

 

엑시노스 출하량이 중요한 것은 삼성전자 파운드리 매출에서 모바일 관련 부문의 매출 비중이 약 70%에 육박하기 때문이다. 물론 2026년까지 장기적으로 모바일 관련 매출 비중을 줄이고 HPC(High Performance Computing) 부문의 매출 비중을 확대할 계획 이나, 2022년 진입 시점에서 엑시노스 2200의 성공은 파운드리 재건을 위해 반드시 필요한 요소 중에 하나이다.

 

 

아직까지 엑시노스 2200에 대한 자세한 사양과 성능에 대한 평가는 노출되어 있지 않으나 초기 엑시노스 2200을 생산하는 4nm 공정의 수율이 기대보다 좋지 못해 엑시노스 2200을 채택한 갤럭시 S22 시리즈는 일부 지역에 출시될 모델에 국한되고, 대부분 퀄컴 스냅드래곤이 채택될 것이라는 보도가 있다.

 

명확한 원인을 알기는 어려우나 만약 엑시노스 2200의 초기 수율 확보에 실패했다면 갤럭시 S22 대부분에 스냅드래곤을 채택할 수 있다. 더불어 이는 단기적으로 파운드리 사업부에 부담 요인으로 작용할 것이다. 수율 문제에 따른 비용 증가가 뒤따를 수 있기 때문이다. 결국에는 갤럭시 시리즈의 전체 연간 판매량이 파운드리 실적을 좌우하는 밑 거름이 될 것이나 초기 S22 시리즈와 엑시노스 2200 조합에 대한 기대감을 높게 가져 가기는 어려울 것으로 보인다.

 

 

 

모바일 AP 환경의 변화

 

2019년 미국의 화웨이 제재 이후 모바일 AP 시장에는 많은 변화가 일어났다. 화웨이 자회사인 하이실리콘의 점유율이 급격히 감소하고, 미디어텍의 점유율은 하이실리콘과 삼성전자 파운드리의 약세를 기회로 급격히 상승한 것이다. 미디어텍의 점유율 증가는 우선적으로 중국 스마트폰 업체들의 채택량 증가에 기인하겠으나, TSMC로부터 6/7nm Capa를 안정적인 공급을 받아오면서 TSMC 4/5nm 기반으로 1H21 5G 플래그쉽 SoC 에 진출한 것도 큰 요인으로 지목할 수 있다.

 

 

미디어텍 및 퀄컴의 AP 점유율 추이에서 알 수 있듯이 파운드리 입장에서는 어떤 고객을 확보하고 있느냐가 성장의 중요한 발판이 될 수 있다. 삼성전자 IM 사업부의 ODM 전략 재편 과정에서 미디어텍과 퀄컴이 수혜를 받았다는 평가도 있으나, 이보다 삼성전자의 갤럭시 출하량이 기대치를 하회했고, 중국 스마트폰 업체들의 5G 제품을 프로모션할 때 상대적으로 엑시노스의 선호도가 경쟁 제품에 비해 떨어졌다고 보는 것이 합리 적일 것이다.

 

선단 공정의 기술력은 TSMC와 삼성전자 파운드리가 유사할지 모르겠으나 고객 구조 측면에서는 삼성전자 파운드리가 상대적으로 적은 고객을 확보하고 있다. 삼성전자는 2021년 SFF (Samsung Foundry Forum) 등을 통해 고객수를 300개까지 확대했다고 언급한 바 있으나, 실제 선단 공정을 사용하는 고객수를 더욱 늘려야 할 필요가 있다. 그래야 점유율 확대와 더불어 수익성 개선이 뒤따를 것이기 때문이다.

 

 

이를 위해 삼성전자가 선택한 방법은 경쟁사 대비 기술 선도력에서 앞서는 것이다. 삼성전자 파운드리는 1H22 3nm GAA(Gate All-Around) 혹은 Multi-BridgeChannel FET(MBCFET)) 양산을 시작할 것이며, 28nm 제품의 성능과 효율 개선을 위해 17nm를 도입을 계획하고 있다.

 

3nm GAA node는 5nm 대비 성능 30%, 전력효율 50% 개선되고, 면적은 35% 축소시킬 수 있다고 알려져 있다. TSMC가 3nm FinFET을 도입을 계획하는 동안 먼저 GAA 기술을 도입하여 기술 경쟁력에서 앞서 나가겠다는 의도이다.

 

삼성전자는 2015년 이후 애플이 TSMC로 물량을 몰아준 이후 2017년 파운드리 사업을 LSI와 분리하면서 Pure Foundry 사업을 시작했다. 이후 TSMC와의 선단공정 개발에 있어 기술적 격차가 크지 않았지만 좀처럼 고객수를 확대하고 매출을 성장시키는 데는 한계가 있었다. 수율 혹은 발열 등 품질 문제, 퀄컴을 선호하는 고객들의 비중 등이 엑시노스 성장을 제한했던 것이다.

 

 

삼성전자의 IM 사업부가 미국과 유럽, 중남미 및 기타 지역에서 출하량을 다시 증가시 키는 것이 삼성전자 파운드리 사업부에 절실하게 필요한 상황이다. 엑시노스 2200을 채택한 갤럭시 S22 시리즈가 유럽에도 공급될 것이라고 보도되는 이유일 것이다. 2022년 엑시노스 2200을 시작으로 2H22 3nm GAA 기술이 안정적으로 런칭한다면 삼성전자 파운드리는 Foundry 2030 Vision의 발판을 마련했다고 볼 수 있다. 그 이후에는 새로운 고객을 확보하고, Capa를 증설하는 적극적인 행보가 필요할 것이다.

 

 

파운드리 경쟁

 

글로벌 파운드리 사업은 기술 선도력, Capa, 고객수 등의 측면에서 TSMC가 단연 독보 적인 점유율을 확보하고 있다. 삼성전자가 파운드리 사업의 육성을 천명하고 나섰지만 TSMC의 추가 투자, SMIC 등 중국 업체들의 영역 확대, 인텔 등 신규 진입자들의 공격적인 행보도 무시할 수 만은 없다.

 

2Q21 기준 TSMC의 매출 비중은 58%로 2위 삼성전자의 14%에 비해 약 4배 정도 많다. 삼성전자의 5nm 수율 개선과 파운드리 산업의 가격 상승 효과를 고려하면 3Q21 이후 매출 비중의 격차는 다소 줄어들 수 있겠으나 큰 차이를 나타낼 것으로 보이지는 않는다.

 

 

삼성전자 파운드리 사업부가 주요 고객을 추가로 확보하는 과정에서 Capex 투자가 급격히 증가할 것이다. TSMC, 삼성전자 파운드리, UMC, SMIC 등 4개사의 2013년 ~2020년까지 과거 평균 Capex to Revenue Ratio는 39%이다. 그러나 2021년 공급 망 이슈로 파운드리 업체들의 Capex 투자가 증가할 것이며 이로 인해 2021년 이후 Capex to Revenue Ratio는 과거 평균을 훨씬 상회할 전망이다.

 

 

Capex 증가를 리드하는 업체는 TSMC이며 향후 2~3년간 매년 30조원 이상을 투자 할 것이라 밝힌 바 있다. 삼성전자도 2025년까지 Capa 증설을 지속할 것으로 언급했으나 2022년 Capex에 대해서는 아직 정확한 투자 규모가 언급된 바는 없다. 그러나 Bloomberg 및 기타 조사기관 자료를 기준으로 추정해보면 TSMC는 $34.5B로 삼성전자 파운드리 Capex 예상치 $8.7B 대비 약 4배에 육박할 것으로 예상된다.

 

 

반도체 장비 업종에 투자를 하고자 할 때는 TSMC와 관련된 업체에 주목하는 것이 상대적으로 유리할 것이다. 그러나 주의해야 할 것은 Capex to Revenue가 평균치를 크게 상회한 이후 공급 과잉이 따라올 것인지에 대한 점이다. 비메모리 특성상 이러한 수급 상황을 정확하게 알기 어려우나 향후 확인해야 할 포인트 중에 하나이다.

 

 

 

 

 

출처: 이베스트투자증권, Bloomberg, 삼성전자, TSMC, UMC, 글로벌파운드리, counterpoint, 언론

 

뜨리스땅

 

 

 

https://tristanchoi.tistory.com/217

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