지금까지 파운드리 사업의 승부처는 단연 ‘초미세공정’이었다. 

하지만 초미세공정은 회로 사이의 물리적 거리를 줄이는 경쟁인만큼 물리적 한계가 분명하다. 

물론 초미세공정은 파운드리 산업에서 핵심 기술이지만 이런 상황이라면 초미세공정 말고도 또 다른 경쟁 포인트가 존재할 수 있다. 그렇다면 과연 그 포인트는 어디가 될까?

이를 알아보기 위해서 반드시 살펴봐야 할 시장은 파운드리 시장이 아니다. 파운드리 시장이 존재하는 이유인 팹리스 시장을 봐야 파운드리 시장의 미래를 살펴볼 수 있다.

최근에는 애플, 구글, 마이크로소프트 등 빅테크 기업들과 팹리스 기업들 사이의 경계가 희미해지고 있다. 정확히 말하면 빅테크 기업들이 더 이상 팹리스기업들의 범용칩에 만족하지 못하고 자신만의 서비스에 특화된 전용칩 설계에 나서면서 팹리스기업들의 영역을 침범하고 있는 것이다.

문제는 이런 IT기업들의 소프트웨어 기술이 계속 발전하고 있다는 것이다. 소프트웨어 기술의 발달은 점점 더 고도화된 연산능력을 칩에 요구하게 되는데 초미세공정으로 반도체의 성능을 높이는 데는 당연히 물리적 한계가 있을 수밖에 없다.

그래서 최근 시스템 반도체 업계의 트렌드로 떠오르고 있는 것이 헤테로지니어스 인테그레이션(이종집적)이라는 용어다. 쉽게 설명하면 서로 다른 칩들의 연계를 최대한 효율적으로 만들어서 성능을 끌어올려보자는 이야기다. 

헤테로지니어스 인테그레이션의 대표적 사례가 바로 SoC, 시스템 온 칩이다. 시스템 온 칩은CPU, GPU, 램 등 여러 가지 반도체들을 모두 수행하는 하나의 칩을 말한다. 

이종집적 기술은 빅테크들이 자신만의 맞춤형 칩을 설계하는 데도 유리하다. 각 칩들의 연결구조등을 잘 조절해서 자신들의 서비스에 맞는 최적화된 칩을 설계할 수 있기 때문이다.

대표적 사례가 바로 애플의 M1칩이다. 애플은 M1칩을 맥북과 아이패드에 탑재하면서 2020년 전자기기 시장을 평정하다시피 했다. 애플만의 고유한 맞춤형 칩, 모든 기능을 하나의 칩에 때려박은 시스템반도체, 지금까지 설명한 상황에 완벽하게 부합하는 예시다.

그렇다면 이제 다시 파운드리 시장으로 넘어와 보자. 여러 가지 기능을 하는 반도체들을 하나의 칩으로 만들어야한다는 상황 아래에서 부각되는 것이 바로 후공정, 즉 패키징 기술이다. 

여러 가지 기능을 하는 반도체를 잘 연결해서 하나의 칩으로 만들어야하기 때문에, 이 기술을 이종집적 패키징 기술이라고 부르기도 한다. 

정리하자면 이런 이야기가 된다. 삼성전자, TSMC 등 파운드리 업체들의 고객층이 기존의 퀄컴, AMD, 엔비디아 같은 팹리스 업체에서 구글, 마이크로소프트같은 빅테크 기업으로 확장되고 있다. 그리고 이 새로운 고객들을 만족시키기 위해서는 이종집적 패키징 기술 경쟁력을 갖추는 것이 중요하다.

실제로 이미 TSMC와 삼성전자는 이종집적 패키징 기술이 파운드리의 미래라고 보고 관련 기술력 확보에 온힘을 기울이고 있다. 다만 아직까지는 이 분야의 기술력은 삼성전자보다 TSMC가 좀 더 뛰어나다는 평가가 나온다.

패키징 사업에서 TSMC는 fo-WLP, 삼성전자는 fo-PLP라는 기술을 주력으로 삼고 있다. 

문제는 삼성전자가 주력하고 있는 fo-PLP 기술의 완성도가 TSMC의 주력 기술인 fo-WLP 기술과 비교해 완성도가 조금 떨어진다는 평가가 나온다는 것이다. 실제로 TSMC는 이미 fo-WLP 기술을 통해 애플 아이폰의 애플리케이션프로세서(AP)를 독점 공급하는 성과를 올리기도 했지만 삼성전자의 fo-PLP기술은 아직 뚜렷한 성과를 내지 못하고 있다.

물론 이는 파운드리 시장, 그것도 후공정 기술에 국한했을 때의 이야기다. 삼성전자는 파운드리 뿐 아니라 반도체 설계, 그리고 메모리반도체 사업까지 모두 하고 있는 기업이다. 

그렇다면 ‘반도체라면 모두 다 하는’ 삼성전자의 특성은 시스템반도체 시장에서는 삼성에게 어떤 방향으로 작용하게 될까? 다음 영상에서 알아보도록 하겠다. [채널Who 윤휘종 기자]