[단독] 크리스 밀러 “삼성의 문제는 HBM 아닌 파운드리"
크리스 밀러 교수는 더밀크와의 인터뷰에서 “한국 기업을 포함해 모든 반도체의 성공과 실패는 기본적으로 그들이 받은 보조금이 아니라 영리한(Clever) 기술에서 결정된다"고 평가했다. (출처 : 더밀크 김세진)
[더밀크 빅인터뷰] 반도체 전쟁(칩 워) 크리스 밀러 교수
AI가 촉발한 3차 반도체 전쟁. 초격차 벌릴 후계자는?
미국∙중국∙일본∙대만∙한국…국가 간 쩐의 전쟁 촉발
한국서도 삼성∙SK하이닉스 간 경쟁 치열
엔비디아 아성 언제까지? 향후 15년 판가름할 인물은?
한국 기업을 포함해 모든 반도체의 성공과 실패는 기본적으로 그들이 받은 보조금이 아니라 영리한(Clever) 기술에서 결정된다. 정부의 투자가 도움이 될 순 있겠지만, 기술 리더십을 보장하는 것은 아니다. 기술 혁신은 기업에서 만들어지고 정부는 조력자일 뿐이다.
크리스 밀러 미국 터프츠대학교 교수∙’칩워(Chip War)’ 저자
AI 반도체 전쟁, 어디로 갈까? 삼성전자는 반도체 산업 경쟁력을 잃은 것일까? 메모리만 의존하는 한국 반도체, 미래는 있는가?
반도체 경쟁력이 국력이 되고 있는가운데 더밀크는 K 반도체의 미래를 찾기 위해 '칩 워'의 저자 크리스 밀러 미 터프츠대 교수를 단독 인터뷰 했다. 크리스 밀러 교수는 "삼성전자 반도체의 문제는 HBM이 아니다. 파운드리다"며 직격타를 날렸다.
또 미국 등 각국 정부에서 자국 반도체 산업 경쟁력을 높이기 위해 적극적인 보조금 정책을 펴고 있지만 "진정한 경쟁력은 보조금이 아닌 '기술 우위'에서 나올 것이다"며 "압도적 기술 격차를 갖도록 연구개발해야 한다"고 말했다.
이번 인터뷰는 3차 반도체 전쟁이 벌어지고 있는 가운데 성사됐다. PC 15년, 스마트폰 15년에 이어 인공지능(AI) 기술이 바통을 이어받았다. 2022년 11월 생성AI 챗봇 챗GPT가 출시된 후 AI 모델을 개발하기 위한 글로벌 경쟁이 시작됐고, 이때 AI를 훈련하는 데 필수재인 반도체칩에 대한 수요가 폭발적으로 증가했다.
엔비디아와 함께 AMD, 마이크론(MU), ASML, 마이크로소프트 등 관련 기업들은 주가와 시가총액이 치솟았다.아시아에는 이들이 설계한 칩을 제조하는 기업들이 생겨나면서 글로벌 반도체 공급망이 형성됐다.
대만의 TSMC는 엔비디아가 설계한 로직칩을 조립, 생산하는 ‘파운드리’ 시장을 장악하며 넘사벽이 됐다. 한국의 삼성, SK하이닉스 등은 메모리(D램) 시장을 사실상 독점하고 있다. 메모리칩(D램)과 저장칩(NAND)은 AI 알고리즘이 처리할 방대한 데이터 세트와 명령을 저장한다. 일본은 일본 소부장(소재·부품·장비), 중국은 광전지 반도체 생산 분야에서 두각을 드러냈다. 말레이시아, 필리핀, 태국, 베트남도 조립으로 글로벌 반도체 공급망에 속해 있다.
현재 글로벌 반도체 공급망은 지각변동 중이다.
🌡️ AI 반도체의 미래, 더밀크가 묻고 크리스 밀러가 답하다
1. 삼성 반도체, 경쟁력을 잃었나?
2. 한국 26조원 풀었지만 효과 있을까?
3. 미국의 중국 반도체 제재 방식, 유효한가?
4. 엔비디아 천하, 계속될까?
5. 미래 반도체 전쟁의 승부처는 어디에 있나?
1. 삼성 반도체, 경쟁력을 잃었나?
최근 삼성전자는 반도체(DS)부문 수장을 D램·낸드플래시 개발실장과 메모리사업부장을 역임한 전영현 신임 부문장(부회장)으로 전격 교체했다. 전영현 부회장은 HBM에선 SK하이닉스에, 파운드리에선 TSMC에 비해 부진한 점을 인정하고 "무거운 책임감을 느낀다"고 말했다.
크리스 밀러 교수는 이에 대해 “HBM이 중요할 것이라고 예측하지 못한 건 삼성뿐만이 아니었다”면서 “삼성은 여전히 경쟁력 있다”고 평가했다. 지난 18개월 동안 챗GPT의 출시와 AI 인프라에 대한 투자가 이례적으로 급증하면서 업계 전체가 HBM 수요에 놀랐다. SK하이닉스조차도 자사 HBM 수요에 놀라 수요를 맞추기 위해 고군분투하고 있다는 설명이다.
밀러 교수는 “HBM에서는 SK하이닉스가 경쟁사에 비해 의미 있는 우위를 점하고 있다. 삼성과 마이크론, D램 생산업체 모두가 SK하이닉스와 함께 시장 수요에 맞는 충분한 물량 생산에 속도를 냈으면 좋았겠지만, 당장은 이 상황이 삼성의 더 광범위한 문제를 의미하는지는 확실하지 않다”고 말했다.
삼성과 마이크론 모두 전통 D램 시장에서 경쟁하고 있다. 삼성은 마이크론이나 SK 하이닉스 등 경쟁사보다 D램에선 큰 파이를 갖고 있기 때문에 HBM을 제외하고, 한동안 최대 메모리칩 생산자가 될 가능성이 높다는 게 그의 진단이다.
하지만 삼성의 문제는 HBM이 아니라 '파운드리'라는 것이 밀러 교수의 진단이다. 그는 “로직 파운드리가 훨씬 어렵다”며 “TSMC가 선두 생산자고 삼성과 인텔이 파운드리 시장에서 2위를 놓고 싸우고 있다. 삼성은 오랜기간 파운드리에 공을 들이고 있지만 성과가 제대로 나타나지 않고 있다. 메모리보다 훨씬 덜 매력적인 위치”라고 덧붙였다.
2. 한국 26조원 풀었지만 효과 있을까?
미국, 중국 정부, 대만, 한국 등 정부는 공급망 현지화를 추진하고 있다. 경제적인 이유뿐만 아니라 안보, 국방 차원에서 반도체를 전략적인 자산으로 본 것. 반도체가 곧 하드파워인 시대다. 자국에서 생산을 장려하기 위해 미국 정부는 총 520억달러(약 70조원)의 보조금과 세금 혜택을 제공하는 ‘칩스법’을, 한국 정부는 최근 26조원(약 190억달러) 규모의 지원 패키지를 내놨다.
👉 AI 칩 생산력이 곧 국력... 지금 세계는 반도체 전쟁 중
그러나 이런 정책 접근 방식에 대해 밀러 교수는 회의적이다. 자동자용 반도체 같은 특정 유형 반도체는 소비되는 대륙에서 생산하는 경향이 있지만, 대부분 반도체는 현지화되고 있지 않다는 게 그의 진단. 그는 “각 국가가 공급망 현지화를 시도하고 있는데 잘될 것 같지 않다”면서 “미국, 일본, 유럽, 기타 지역 정부가 많은 지원을 하고 있지만 여전히 메모리칩은 한국에서 대부분 생산된다. 이게 곧 바뀔 것 같지 않다”고 말했다.
중요한 건 정부 보조금보다 기술우위다. 그는 “한국 기업을 포함해 모든 반도체의 성공과 실패는 기본적으로 그들이 받은 보조금이 아니라 영리한(Clever) 기술에서 결정된다. 예를 들어 메모리칩 분야에서 삼성이 가장 큰 플레이어였지만, 지난 한 해 동안 SK 하이닉스는 가장 진보된 유형의 D램을 생산할 수 있는 능력으로 최고의 성과를 거뒀다. 이들이 만든 고대역폭메모리(HBM) 칩은 장기 기억 처리에 사용되지만 단기, 중기적으로도 사용된다”고 말했다.
그러면서 “정부의 투자가 도움이 될 순 있겠지만, 기술 리더십을 보장하는 것은 아니다. 기업이 기술적 혁신을 만들어 내는 것이고 정부는 조력자일 뿐이다”며 “노력의 성공이나 실패는 환경에 의해 결정되지 않는다. 투자한 비용이 아니라 기업의 연구개발(R&D)에 따른 성과로 결정될 것”이라고 평가했다.
엔비디아는 2023년 AI칩 수요 증가에 힘입어 매출이 약 56% 증가, 2024년 처음으로 반도체 부문에서 연간 매출이 가장 높은 상위 5개 기업에 진입했다. (출처 : Statista)
3. 미국의 중국 반도체 제재 방식, 유효한가?
미국은 반도체 핵심 기술 수출 통제를 통해 중국의 숨통을 끊으려 한다. 하지만 중국은 보란듯 자체 제조한 첨단 칩을 내장한 스마트폰(화웨이)를 내놨다. 유효한 제재였던 것일까?
밀러 교수는 중국의 성공 여부를 판단하기엔 아직 이르다는 생각이다.
그는 “중국은 공급망을 최대한 현지화하려고 노력했고, 실제로 진정한 성공을 봤다”면서 “SMIC(중국인터내셔널반도체)는 지난 5년간 기술력을 지속적으로 향상했지만, YMTC(양쯔강메모리테크놀로지)가 매우 경쟁력 있는 메모리칩을 생산하는 것처럼 계속 발전하고 있다”고 진단했다.
그러나 제재가 중국 반도체 산업에 혼란을 준 것은 사실이라는 평가다. 밀러 교수에 따르면 지금 중국 반도체 산업은 두 가지 장애물이 있다. 첫 번째는 미국과 일본 등의 제재다. 그는 “미국이 결과를 통제할 순 없지만 혼란에 빠뜨렸다”고 말했다.
미국의 제재로 중국 프로세서칩 제조업체인 SMIC에는 이미 상당한 문제가 발생하고 있다. NAND 메모리 칩 제조사인 YMTC는 미국의 제한만 아니었다면 더 커졌을 것이라는 게 그의 예측. “실질적인 한계가 있지만 그럼에도 이러한 조치가 중국 기업의 성장과 능력을 둔화시키고 있다”고 말했다.
하지만 중국 반도체 산업의 위기는 외부 원인(미국의 제재)만 있는 것은 아니다. 스스로 무덤을 파고 있는 면도 있다. 밀러 교수는 “지난 5년 동안 중국 정부는 다양한 방법으로 중국의 사업가와 기술자를 제재했다. AI를 추진해서는 안 되는 회사의 유형도 존재했다. 직원과 투자자들은 사기가 저하됐고, 그들의 혁신 능력은 데이터 보호 등 다양한 명목으로 제약을 받았다”고 말했다. 일례로 AI를 전면에 내세운 마이크로소프트, 구글 등 미국 빅테크들에 비해 중국 텐센트와 알리바바는 극명하게 대조를 보여준다. 지금 적극적이어야 할 기업들이 이전보다 훨씬 덜 역동적이라는 평가다.
크리스 밀러 교수(사진 왼쪽)와 김세진 더밀크 기자가 인터뷰를 진행하고 있다. 밀러 교수는 “정부의 투자가 도움이 될 순 있겠지만, 기술 리더십을 보장하는 것은 아니다. 기업이 기술적 혁신을 만들어 내는 것이고 정부는 조력자일 뿐”이라고 강조했다. (출처 : 더밀크)
4. 엔비디아 천하, 계속될까?
AI와 반도체를 논할 때 이제는 엔비디아(NVIDIA)를 빼놓을 수 없다. 엔비디아는 대규모 데이터 학습·추론에 특화한 프로세서인 그래픽처리장치(GPU)를 묶어 일종의 반도체 패키지인 AI 가속기를 내놨다. 이 가속기는 AI 모델의 대규모 훈련을 가능케 해 컨셉에 불과했던 생성AI모델을 현실화했고, 반도체 시장을 AI 위주로 재편하는 결과를 낳았다.
밀러 교수도 “현재로서는 엔비디아가 매우 강력한 위치를 차지하고 있다”고 평가했다. 엔비디아의 강점은 칩을 넘어선 생태계다. 밀러 교수는 “AMD 등이 똑같은 성능의 칩을 만든다 하더라도 엔비디아는 훨씬 발전된 생태계를 갖고 있어 쉽지 않다”고 말했다.
👉 [심층분석] ‘AI=엔비디아’ 공식 어떻게 완성됐나?
일례로 엔비디아의 쿠다(CUDA) 코어는 애플의 소프트웨어에 비견된다. 쿠다코어는 GPU를 범용화하려고 만든 전용 프로그래밍 언어다. 엔비디아 외 다른 AI 반도체를 쓰려면 CUDA가 아닌 다른 소프트웨어로 전환해야 한다. 이는 곧 애플이 iOS 운영체제 안에 아이폰 사용자를 락인했던 효과를 발휘한다. 그러나 그는 “20억달러가 훨씬 넘는 가치를 가진 회사가 됐다는 사실로 인해 필연적으로 더 많은 경쟁자를 불러들일 수밖에 없다”고 전망했다.
사티아 나델라 마이크로소프트 CEO(왼쪽)과 젠슨 황 엔비디아 CEO가 대화를 나누고 있다. (출처 : Microsoft)
밀러 교수는 엔비디아의 경쟁자로 두 부류를 꼽았다. 첫째는 AMD, 인텔 같은 회사들이다.
두 번째 경쟁자는 엔비디아의 주요 고객사다. 구글, 아마존, 마이크로소프트, 페이스북 등 자체 액셀러레이터를 직접 설계하고 이미 어느 정도 규모의 액셀러레이터를 사용하고 있는 기업이다. 그는 “빅테크는 관심을 훨씬 덜 받지만 실제로는 장기적으로 주목할 만한 경쟁 관계다. 이 기업들이 자체 칩을 사용하면 엔비디아 GPU를 덜 구입할 수 있기 때문”이라고 말했다.
엔비디아의 부상에 반도체 성능이 2년마다 2배씩 늘어난다는 인텔 창업자 고든 무어의 '무어의 법칙'에 이어 메모리 반도체 용량이 1년에 2배씩 늘어난다는 '황의 법칙'이 부상하고 있다. 그는 “엔비디아는 전통적인 무어의 법칙, 약 10년 동안 즉 트랜짓 크기가 축소되는 등 제조기술 발전의 수혜자”라면서도 “AI 프로세서의 독창적인 기능이 전통적으로 설계된 CPU보다 더 낫다는 점에는 의심의 여지가 없다"고 평했다.
그러면서 "엔비디아는 특정 유형 작업 처리에 특화된 칩 설계로 인해 성능이 엄청나게 향상될 수 있다는 것을 보여줬다”면서 “업계 전반에 걸쳐 특정한 목적에 맞춰 더 효율적이고 빠른 칩 설계 능력과 함께 제조 부문이 동시에 개선될 것”이라고 전망했다.
인텔에 대해서는 ARM 기반 CPU, 데이터센터에 특화된 대형 스칼라 가속기 등을 제조할지 주목하고 있다고 전했다. 기존 대부분 노트북에는 인텔의 CPU인 x86칩이 장착됐지만, 최근 ARM 프로세서가 주목받고 있다. 애플은 수년 전부터 모든 맥북을 자체 ARM칩을 탑재했고 마이크로소프트도 최근 이 대열에 동참했다. 그는 “x86 생태계가 곧 덜 중요해지리라는 것을 스스로 인식하고 있는 것 같다”면서 “몇 달 전 팻 겔싱어 인텔 CEO가 행사장에서 ARM CEO 바로 옆에 선 것은 우연이 아니다”라고 말했다.
인텔 수석 부사장 겸 파운드리 서비스 총괄 매니저인 스튜어트 판(오른쪽)이 2024년 2월 21일(수) 캘리포니아 산호세에서 열린 인텔 파운드리 다이렉트 커넥트 행사에서 Arm의 CEO인 르네 하스(Rene Haas)와 인사를 나누고 있다. (출처 : 인텔)
5. 미래 반도체 전쟁의 승부처 어디에 있나?
밀러 교수는 AI로 인해 반도체 시장이 PC-스마트폰에 이어 새로운 국면에 접어들었음에 동의하면서도, 기복이 있음을 강조했다.
그는 "AI 모델을 만드는 기업이 최첨단 엔비디아 칩에 수십억달러를 기꺼이 지출하고, 샘 알트만이나 일론 머스크 같은 같은 기술 기업 CEO가 GPU에 접근하는 모습을 보라. 반도체는 AI 작동 시 가장 즉각적으로 직면할 제한 요소이자 핵심 역할을 하는 요소"라면서 “반드시 상승추세를 의미하는 것은 아니다. 오르막과 내리막이 있을 것”이라고 강조했다.
향후 투자가 활성화될 분야로는 데이터센터와 칩 설계, 소프트웨어를 꼽았다. 그는 “확실한 건 아직 AI 시스템이 대규모로 보편화되지 않았기 때문에, 앞으로 AI 시스템을 운영할 데이터센터와 이 AI시스템을 배포할 모든 장치에서 수많은 칩이 필요하다는 것”이라면서 “앞으로 몇 년 동안 GPU로 가득 찬 데이터센터를 구축하는 데 엄청난 투자가 있을 것”이라고 전망했다.
그러면서 “단기적으로 가장 파괴적인 기술은 칩 설계와 소프트웨어 영역에 있을 가능성이 높다. 이러한 기술은 더 짧은 제품 주기로 실행되는 가치 사슬의 일부이기 때문에 한 공급업체가 치고 올라올 수 있다. 예를 들어 장비나 재료를 만들 수 있는 기술 스택에 집중하지 않으면 다양한 공급업체의 시장 점유율에 실제로 영향을 미친다”고 말했다.
장기적으로 성능과 효율성을 향상하는 다른 새로운 칩 아키텍처를 주목하고 있다. 그는 “GPU가 이 ‘컴퓨팅 댄스’의 끝이 아닐 것이라는 데는 의심의 여지가 없다. 5년 후든 10년 후든 다음에 나올 무언가가 있을 것이다. 모두가 원하는 ‘더 빠르게 처리하는 AI’를 만들려면 에너지 효율을 높여야 하기 때문”이라고 전했다.
크리스 밀러 교수의 저서 칩워는 모리타 아키오 소니 회장, 모리스 창 TSMC 창업자, '무어의 법칙'으로 유명한 고든 무어 인텔 공동창업자 등 인물 중심의 서사와 속도감 있는 전개가 특징이다. 논픽션이지만 소설처럼 읽힌다. 그런 그가 꼽은 현재 주목해야 할 인물은 젠슨 황 엔비디아 창업자 및 CEO다. 그는 “엔비디아는 AI칩으로 반도체칩 산업에서 새로운 투자의 중심에 있다. 젠슨 황과 엔비디아는 앞으로 이 흐름이 어떻게 전개될지에 대해 가장 큰 역할을 할 수 있다”고 말했다.
크리스 밀러 교수는 누구?
크리스 밀러 미국 터프츠대 플레처스쿨 국제사 교수는 미국에서 떠오르는 경제사학자로 저서 ‘칩워, 누가 반도체 전쟁의 최후 승자가 될 것인가(Chip War: The Fight for the World’s Most Critical Technology)’로 워싱턴 정가의 주목을 받고 있다. 주요 연구 분야는 미국과 중국의 반도체 전쟁을 비롯해 러시아·투르키예·중국 정치·경제다.
칩워는 출간 전부터 하버드비즈니스리뷰가 ‘중국 기술의 부상에 대한 이해’ 기사에서 관련 도서로 소개하는 등 기대를 모았다. 출간 후엔 파이낸셜타임스(FT), 이코노미스트 등에서 '올해의 책'으로 선정됐고, 뉴욕타임스(NYT)가 집계하는 베스트셀러 목록에 32주 이상 이름을 올리는 등 전세계에서 큰 주목을 받았다.
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