CHIP

다리오 길(Dario Gil) IBM연구소 총괄 부사장은 지난 6일 세계 최초로 ‘2나노미터(㎚) 나노시트’ 기술로 개발한 칩을 공개하며 이같이 말했다. 현재 5나노미터 수준인 첨단 반도체 공정보다 더 우수한 방식으로 칩을 개발했다는 것이다. 반도체는 회로의 폭인 ‘선폭(線幅)’이 미세할수록 칩 하나의 크기가 작아지고, 같은 크기의 웨이퍼(반도체의 원재료)에서 더 많은 반도체를 생산할 수 있다.반도체 강자 인텔은 최근 IBM과 손잡고 첨단 반도체 설계에 집중하고 있다. 더 우수한 반도체를 설계·생산할 수 있어야 살아남을 수 있을 정도로 업계 전반의 경쟁이 치열해졌기 때문이다. 컴퓨터 CPU(중앙처리장치) 부문에서 AMD가 대만 TSMC와 협력해 인텔의 시장을 잠식하고 있고, 주요 컴퓨터 제조업체인 애플은 자체 개발한 M1칩을 사용하기 시작했다.인텔이 독주했던 시대가 저물고 이른바 반도체 업계의 ‘르네상스’가 열린 셈이다. 기존 반도체 업체만의 얘기가 아니다. 아마존, 마이크로소프트, 구글 등 클라우드 사업을 하는 빅테크 기업 역시 일제히 자체 반도체 개발에 힘쓰고 있다.

한달전에 인텔(Intel)의 새로운 최고경영자(CEO)인 팻 겔싱어(Pat Gelsinger)가 취임한지 5주만에 전격적으로 종합반도체 2.0(IDM 2.0)이라는 인텔의 사업전략을 발표했다. 그 당시 이에 대해 많은 분석이 나왔는데, 그후 지난 한달동안 인텔을 포함한 많은 반도체, IT기업들의 중요한 발표들이 있었기에, 지금 인텔의 신전략을 큰그림에서 분석해 볼 수 있는 좋은 기회라고 생각되었다.우선, 이 전략의 핵심사항은 다음의 세가지로 압축된다.1. 인텔 자체 첨단 제조능력 확보/증설 (7nm)2. 외부 파운드리 활용 확대3. 인텔 파운드리 서비스 (IFS) 진출1번과 3번을 뒷받침하기 위해, 이 발표와 함께 애리조나주에 있는 인텔팹에 추가로 22조원을 투자하여 7nm 공정의 2개의 팹(공장)을 짓기로 발표하였다.

팀 쿡 애플(티커: AAPL) CEO는 20일(현지 시각) “M1칩은 ‘맥(애플 컴퓨터)’을 다른 수준의 제품으로 바꿨고, 한계를 돌파했다”며 이같이 말했다.M1칩은 애플이 2020년 11월 발표한 컴퓨터용 반도체다. CPU(중앙처리장치), GPU(그래픽처리장치), 인공지능(AI) 가속기 등을 탑재한 통합칩(SoC, System On Chip)으로 애플이 자체 개발했다.

르네 하스 Arm IP 그룹 사장(president)은 12일(현지 시각) “컴퓨팅의 중심이 개별 디바이스(기기)로 옮겨졌다”며 이같이 말했다.이날 열린 엔비디아(티커: NVDA) ‘GTC 2021’ 컨퍼런스의 주요 연설자로 등장한 하스 사장은 약 40분간 진행된 발표 내내 강한 자신감을 드러냈다. 모바일 칩 영역에 머물지 않고 다양한 분야로 더 빠르게 확장, 미래 컴퓨팅 산업을 주도할 것이란 대담한 예측을 내놓았다.Arm은 글로벌 반도체 설계 IP(지식재산권) 기업이다. 배터리 소모가 적은 저전력 설계를 앞세워 스마트폰 같은 모바일 기기에 널리 채용되고 있다. 애플, 퀄컴, 삼성전자 등 글로벌 반도체 기업들이 Arm IP 기반으로 칩을 만든다. 애플 아이폰에 들어가는 ‘A 시리즈’ 칩, 퀄컴의 ‘스냅드래곤’, 삼성전자 갤럭시 스마트폰에 탑재되는 ‘엑시노스’가 대표적이다.스마트폰의 두뇌(AP, Application Processor)가 대부분 Arm IP 기반으로 설계된다는 건 모바일 기기 시장에서 Arm의 영향력이 그만큼 크다는 뜻이다. 이미 전체 모바일 기기 95%에서 사용되고 있는데, 그 점유율이 곧 100%에 도달할 것이란 예측을 내놨다.하스 사장은 “전 세계 인구 70%가 Arm 기반 기술을 사용하고 있다”며 “Arm과 라이선스(재산권 사용) 계약을 체결한 파트너는 500곳이 넘고, 100만 명 이상의 엔지니어, 수천만 명의 개발자들이 Arm 기술 기반으로 제품을 개발하고 있다”고 강조했다.그는 이어 “지금까지 1800억개 이상의 Arm 기반 칩이 출하됐다”며 “2025년부터는 IoT(사물인터넷), AI(인공지능) 기기 네트워크가 칩 시장의 강력한 동인으로 작용할 것”이라고 내다봤다.

젠슨 황 엔비디아(티커: NVDA) CEO는 12일(현지 시각) 개최한 ‘GTC 2021’ 컨퍼런스에서 “엔비디아의 새로운 플랫폼 ‘옴니버스(Omniverse)’를 이용하면 가상 세계를 구축할 수 있다”며 이같이 밝혔다.옴니버스 플랫폼으로 실시간 3차원 건축 프로젝트를 진행하고, 디지털 트윈(digital twin, 현실 세계의 기계·장비·사물 등을 쌍둥이처럼 똑같이 구현한 것)을 만들어 훈련 및 시뮬레이션(모의실험)을 진행하는 등 꿈 같은 일을 경험할 수 있다는 것이다.황 CEO는 “옴니버스의 가장 큰 특징 중 하나는 물리 법칙을 따른다는 점”이라며 “이런 특성을 바탕으로 로봇 공학, 자율주행 자동차, 차세대 AI(인공지능) 구축에 활용할 수 있다. 기적적인 플랫폼”이라고 강조했다.그는 이어 “현재 오픈 베타로 선보인 옴니버스를 여러 기업이 활용, 놀라운 성과를 내고 있다”며 “올여름부터는 라이선스 형태로 정식 서비스할 계획”이라고 밝혔다.

자동차 기업이 차량 전자화와 코로나19로 인한 수요 예측에 실패하며 반도체 공급 부족에 직면했다. GM과 폭스바겐그룹, 현대차, 테슬라, 포드 등 주요 기업이 반도체를 구하지 못해 차량 생산에 차질을 빚고 있다. 블룸버그는 서스큐한나 파이낸셜 그룹(Susquehanna Financial Group) 데이터를 인용해 칩 주문이 접수된 후 실제 공급될때까지 리드타임이 평균 15주로 늘어났다고 보도했다. 브로드컴(반도체 공급망 전반에 걸친 업계 지표)의 리드타임이 2020년 2월 12.2주였는데 올해 2월 현재 22.2주로 10주나 더뎌졌다.

칩 부족으로 인한 나비효과가 곳곳에서 나타나고 있습니다. 그중에서도 자동차업계는 수요와 공급의 간극이 가장 크게 벌어지는 모습입니다. 재난지원금 효과, 봄 판매시즌 시작으로 소비심리는 살아난 반면 자동차 재고는 점점 줄어들고 있기 때문입니다. 2일(현지시간) 악시오스는 팬데믹 초기 두 달 공장가동을 중단한 후 자동차 및 전자제품의 핵심 부품인 칩 부족 문제가 눈덩이처럼 커지고 있다고 전했습니다. 자동차 정보업체 에드먼즈(Edmunds)에 따르면, 지난 3월 대리점에서 판매 중인 신차 재고량은 1년 전보다 무려 36% 감소했고, 같은달 신차 평균 거래가는 4만563달러로 5%가량 증가했습니다. 제시카 콜드웰 에드먼즈 전무는 "소매 고객은 선택의 폭이 줄어드는 반면 더 높은 가격을 지불하고 있다"며 "칩 부족으로 여러 공장이 일시적으로 문을 닫으면서 더 큰 위기로 치닫고 있다"고 말했습니다. 👉칩 부족 사태가 시작된 이후 전 세계 자동차업계의 신음이 이어지고 있습니다. 바이든 정부가 2조달러 규모의 인프라 투자계획을 밝히며 반도체 투자를 약속하는 등 진화에 나섰지만, 올해 자동차 회사들의 실적악화는 불가피할 것으로 보입니다. 반도체 기업들은 앞다퉈 생산설비 증대에 나서고 있습니다. 대만 칩 제조사 TSMC는 지난 1월 첨단 칩 개발과 발전소 용량 구축을 위해 올해 사상 최대규모의 자본지출 예산을 발표한데 이어 최근 향후 3년간 1000억달러를 투자할 것이라고 밝혔습니다. 역대 최대 규모입니다. 새로운 CEO의 지휘 아래 과거의 명성을 되살리려고 애쓰는 인텔도 2024년부터 미국 내 두 곳의 칩 공장에 200억달러를 투자할 계획이라고 밝혔습니다. 삼성은 2030년까지 약 1160억달러를 투자해 반도체 생산 다각화에 나설 방침입니다. 이와 관련 조 바이든 대통령은 오는 12일 삼성전자를 포함한 글로벌 반도체·자동차·IT업체 리더들을 초청해 현장의 목소리를 들을 계획입니다. 칩 부족 사태로 인한 자동차가격 인상, 반도체 기업들의 대규모 투자, 미국의 자국 내 공급망 강화 정책이 맞물려 어떤 결과를 가져올지 지켜봐야겠습니다.

구독자 여러분, 설 연휴 잘 보내고 계신가요? 신축년 새해 복 많이 받으시길 기원합니다. 한국은 연휴지만 미국 시장은 오늘도 바쁘게 돌아가고 있습니다. 실리콘밸리에서 매일 일어나는 새로운 소식들을 한 눈에 쏙 들어오게 더밀크가 정리해 드립니다.

지난 12월 23일(현지 시각) 일론 머스크 테슬라 CEO는 트위터를 통해 “팀 쿡에게 테슬라 인수 미팅을 요청한 적 있다”며 이같이 밝혔다. 전기차 신제품인 ‘모델 3(Model 3)’ 출시를 앞두고 가장 힘들었던 시기(During the darkest days of the Model 3 program)에 회사 매각을 고려했었다고 고백한 것이다.이 발언은 ‘애플이 2024년 전기차 출시를 준비하고 있다’는 로이터의 단독 보도가 공개된 직후 나왔다. ‘내가 회사 판다고 할 때 듣지도 않더니 뒤늦게 전기차 만든다고?’라는 뉘앙스를 담아 공개적으로 팀 쿡 CEO를 공격한 것이다. 평소 다른 후발 업체의 전기차 개발, 출시 계획에 무심했던 것과 비교하면 상당히 신경질적인 반응이다.

코로나 팬데믹으로 인한 반도체 품귀현상이 산업 전체의 공급망 붕괴를 가져올 수 있다는 전망이 나왔다. 자동차 업계가 최소 올해 연말까지는 칩 부족사태를 예상하는 가운데 삼성전자는 미국 내 공장 건설을 계획 중이다. 최근 최고경영자(CEO)를 교체하고 절치부심한 인텔이 외주생산을 확대하겠다고 밝히면서 삼성전자와 대만 TSMC간 치열한 경쟁이 예상된다. 팬데믹이 불러온 산업지형의 변화가 반도체 시장을 전체를 뒤흔들고 있다.

애플 엣지 컴퓨팅의 핵심 역량은 역시 ‘디바이스(Device)’에서 나온다. 디바이스에서 직접 인공지능(AI)를 실행하는데 집중한다.애플은 배터리와 반도체 기술 혁신에 집중했다. 로컬 디바이스가 대역폭이 집약적인 프로세스를 지원한다. AI의 경우, 디바이스에서 추론을 하고 알고리즘을 실행한다. 더 많은 데이터와 전력 소모량이 필요한 알고리즘은 클라우드가 처리한다.애플은 디바이스에 더 많은 AI 기능을 넣는데 집중하고 있다. 애플은 2020년 1월 2억 달러에 AI 칩 제조사 엑스노어에이아이(Xnor.ai)를 인수했다. 엑스노어에이아이는 스마트폰 등에서 이미지 인식과 같은 AI 알고리즘을 실행할 수 있도록 배터리 소모량과 프로세싱 파워를 줄인다. 애플은 엑스노어에이아이 인수로 단말기 내 각종 부품을 내재화한다. 애플의 자체 칩 개발은 엣지컴퓨팅에서 큰 의미를 가진다. 애플은 디바이스에 들어가는 많은 부품을 내재화한다. 애플은 배터리, 메모리, 처리용량 등을 모두 최적화한 디바이스에서 엣지 컴퓨팅을 처리한다. 애플은 2019년 신경엔진(neural engine)이 들어가 머신러닝을 지원하는 A13칩을 출시했다. 올해 내놓은 애플의 최신 스마트폰칩인 A14은 이미지 인식과 자연어 처리 등을 제공한다. 새로운 뉴럴 엔진과 CPU 머신러닝 가속기, 고석능 GPU를 구현했다. 애플은 2020년 11월 인텔칩 대신 M1칩을 내놓고 맥북에 탑재했다. 애플은 스마트폰 A시리즈 칩에 이어 M1을 내놓으며 맥북에서 워크스테이션까지 확장할 태세다.

애플(Apple)이 10일(현지시간) 자체 PC용 'M1 칩'을 발표했다. M1은 작은 크기와 전력 효율성이 중요한 Mac에 최적화됐다. 시스템 온 칩(SoC)인 M1은 단일 칩에 통합 메모리 아키텍처를 적용해 성능과 효율성을 높였다. 5나노 공정 기술을 사용해 제작한 PC용 칩이다. 애플은 M1에 160억개의 트랜지스터를 넣었다. 애플 뉴럴엔진을 통해 머신러닝(ML) 성능을 제공한다. M1 칩은 애플 뉴럴엔진을 맥으로 가져와 머신러닝 작업을 가속한다. 애플 뉴럴엔진은 최대 15 배 빠른 머신러닝 성능을 지원한다. 실제로 전체 M1 칩은 CPU의 ML 가속기와 강력한 GPU를 사용해 머신러닝에서 탁월하게 설계했다. 비디오 분석, 음성 인식, 이미지 처리와 같은 작업은 이전에 맥에서 볼 수 없었던 성능을 제공한다.애플은 M1을 시작으로 전용 AI칩 개발에 박차를 가할 것으로 보인다. 애플은 스마트폰이나 PC 등 단말에서 학습한 결과를 토대로 입력 데이터를 갖고 즉시 판단을 내리는 '추론' 부분에서 앞서갈 전망이다. 향후 클라우드 등에서 AI가 대량의 데이터를 사용해 배우는 '학습'까지 확장될 수 있다. 애플 M1은 우선 Mac에 최적화했다. 향후 자율주행자동차 등 다양한 단말까지 그 영역을 확대할 수 있는 기술이다. 엔드포인드 단말에 사용되는 AI칩은 추론형이다. 애플은 이미 스마트폰 시장에서는 A시리즈칩으로 시장을 리드하고 있다. 애플은 M1을 기반으로 PC 시장에서도 인텔 CPU 로드맵을 기다리지 않고 빠르게 Mac 시장 변화를 꾀할 수 있다.