파운드리 초강수 둔 인텔의 '아슬아슬한 123조 머니게임'

[이슈진단+] 'IDM 2.0' 선언 3년, 인텔의 행보는 ②

세계 최대 반도체종합기업(IDM), 인텔의 행보가 매섭습니다. 잠시 인텔을 떠났다 2021년 초 돌아온 팻 겔싱어 CEO가 'IDM 2.0' 전략 아래 수백억 달러에 이르는 막대한 투자를 집행하며 체질개선을 진행하고 있습니다.

인텔은 동북아 지역에 편중된 반도체 생산 역량을 미국과 유럽으로 분산하겠다는 목표 아래 미국과 독일 등 여러 지역에 신규 반도체 생산시설을 연이어 세우고 있습니다. 또 인텔은 그동안 뒤처진 미세공정에서도 역전을 준비하고 있습니다.

인텔의 IDM 2.0 전략은 향후 세계 반도체 시장은 물론 반도체를 먹거리로 삼은 한국에도 적지 않은 영향을 줄 것입니다. 이제는 국내 반도체 업계도 과거 3년간 인텔의 행보를 복기하고 향후 변화할 지형에 대비해야 합니다. [편집자주]

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2010년대 이후 전세계 반도체 시장에서 한국(삼성전자)과 대만(TSMC) 등 아시아 지역이 차지하는 비중은 70%를 넘어섰다. 특히 미국내 팹(Fab, 반도체 생산시설)은 5나노급 이하 초미세공정에서 TSMC와 삼성전자 대비 절대 열세에 있다.

글로벌파운드리는 2008년 AMD 분사 이후 10나노급 이하 초미세공정 독자 개발에 실패했다. (사진=글로벌파운드리)

2008년 AMD에서 분사한 글로벌파운드리는 2014년 삼성전자에서 14나노급 핀펫(FinFET) 공정 라이선스를 제공받아 이를 12나노 공정으로 개정했다. 그러나 10나노급 이하 초미세공정 독자 개발에는 사실상 실패했다.

경기도 평택시 소재 삼성전자 파운드리. (사진=삼성전자)

현재 애플, 엔비디아, 퀄컴 등 미국 내 주요 팹리스 반도체 기업은 대만 TSMC와 삼성전자의 생산 역량에 의존하고 있다. 심지어 AMD도 글로벌파운드리의 12나노 공정에서 주요 제품을 생산했지만 PPAC(전력/성능/면적/비용)에 실망해 2019년 이후 TSMC로 돌아섰다.

■ 인텔 'IDM 2.0', TSMC·삼성전자 약점 파고 들다

반면 TSMC와 삼성전자 모두 '세계를 위한 팹'으로 나아가기 힘든 원초적인 문제를 안고 있다. TSMC는 대만 타이중 지역에 막대한 시설투자로 거대한 팹(반도체 생산시설)을 구축했다.

3나노급 반도체 생산 역량을 갖춘 대만 TSMC 팹 18(Fab 18). (사진=TSMC)

그러나 이 지역은 환태평양 조산대에 위치해 지진으로 인한 정전과 생산 중단 등을 한 해에도 여러 차례 겪고 있다. 여기에 TSMC가 위치한 대만은 중국과, 삼성전자가 위치한 한국은 북한과 군사적 긴장관계를 유지하고 있다.

두 나라 중 한 곳에서라도 군사적 충돌이 발생한다면 전세계의 첨단 산업은 하루 아침에 멈춰설 수 있다. 팻 겔싱어 인텔 CEO가 2021년 취임하며 내세운 'IDM 2.0' 전략은 이런 지리학적 허점을 파고든 것이다.

■ 외부 고객사 제품 생산 위해 미국·유럽에 신규 팹 건설

인텔 IDM(종합반도체기업) 2.0 전략은 크게 ▲ 핵심 제품 자체 생산 ▲ 일부 제품은 외부 파운드리도 활용 ▲ 내부 파운드리를 외부 고객사에 개방 등 세 개로 요약된다.

인텔의 IDM 2.0 전략 실현을 위해 내부 제조 역량을 외부 고객사에 개방할 필요가 있다. (자료=인텔)

이를 위해 ① 3나노급 이하 초미세공정 확보(관련기사 참조) ② 신규 생산 역량 확보가 필요하다.

인텔은 대부분의 제품을 내부에서 생산할 수 있는 역량을 갖췄지만 앞으로는 외부 고객사 제품도 생산해야 한다.

인텔 애로레이크 프로세서. 인텔 20A 공정을 이용해 생산 예정이다. (자료=인텔)

인텔의 목표는 현재까지 상대적으로 소외된 미국과 유럽 지역에 대규모 시설투자를 통해 신규 팹을 늘리는 것이다. 이들 신규 팹은 2.0나노급 '인텔 20A' 등 초미세공정 제품 생산을 목표로 한다.

팻 겔싱어 인텔 CEO는 지난 2월 말 '인텔 파운드리 다이렉트 커넥트' 행사에서 "향후 전세계 반도체 생산 비중을 미국·유럽 50%, 아시아 50%로 재편할 것"이라고 밝힌 바 있다.

■ 미국·유럽에 초미세공정 팹 연이어 확장

인텔의 파운드리 확장 전략은 '머니 게임'으로 요약된다. 경쟁사 대비 뒤처진 규모를 대규모 투자로 가능한 한 빠른 시일 안에 따라잡겠다는 것이다.

아일랜드 레익슬립(Leixlip) 소재 인텔 팹34 클린룸 (사진=인텔)

인텔은 지난 2019년부터 3년간 아일랜드 레익슬립에 EUV(극자외선) 기반 인텔 4 공정 제품 생산을 위한 '팹34'를 건립했다. 현재 이 시설에서는 코어 울트라(메테오레이크)의 CPU에 해당하는 컴퓨트 타일을 생산중이다.

인텔이 미국 오하이오 주에 건립할 새로운 반도체 생산 시설 조감도. (사진=인텔)

이에 더해 2022년 1월에는 미국 오하이오 주 콜럼버스시에 인텔 18A 등 초미세공정용 팹 신규 건립을 위해 총 200억 달러(약 23조 8천500억원)를 투자한다고 밝혔다.

같은 해 3월에는 독일 마그데부르크에 2027년부터 가동될 1.4나노급 '인텔 14A' 이하 공정 생산을 담당할 신규 팹 건설에 총 170억 유로(약 23조 2천800억원)를 투자한다고 밝혔다.

인텔 독일 마그데부르크 반도체 생산 시설 조감도. (사진=인텔)

이미 가동중인 아일랜드 레익슬립 소재 '팹34'도 향후 수요 증가에 대비해 생산시설 규모를 2배로 늘릴 예정이다. 여기에만 총 120억 유로(약 16조 4천360억원)가 투입된다.

■ 인텔의 '123조 머니게임', 재원 조달이 문제

2022년 이후 인텔이 미국 오하이오, 독일 마그데부르크, 아일랜드 레익슬립 등에 투자하겠다고 밝힌 비용은 모두 625억 달러(약 77조 8천440억원)다. 또 애리조나 주 챈들러 소재 생산시설 확충에도 300억 달러(약 39조원)가 들어간다.

이를 모두 합치면 930억 달러(약 123조 6천528억원)로 지난 해 인텔 전체 매출(542억 달러, 약 72조 697억원)의 두 배에 가깝다. 해당 투자가 한꺼번에 일어나지 않는다는 점을 감안해도 인텔 독자적으로 모든 비용을 조달하는 것은 불가능하다.

인텔이 2022년 8월 캐나다 브룩필드자산운용과 체결한 SCIP 개요도. (사진=인텔)

실제로 인텔은 2022년 8월 미국 애리조나 주 챈들러 소재 생산시설 추가 건립에 필요한 300억 달러(약 39조원) 비용 중 절반인 150억 달러를 캐나다 소재 투자그룹인 브룩필드자산운용에서 조달했다.

■ 각국 정부 보조금 지연에 시설 완공 계획도 차질

인텔은 파운드리 시설 확장을 위해 미국과 EU(유럽연합) 등 각국 정부의 반도체 산업 육성을 위한 보조금에도 적지 않게 의존하고 있다. 그러나 보조금 집행 시기가 지연되며 시설 확장 계획에 차질이 생기는 것도 문제다.

인텔은 최초 발표 후 1년 3개월이 지난 2023년 6월에야 독일 정부와 보조금 규모에 합의했다. (사진=인텔)

일례로 미국 오하이오 주 콜럼버스시 소재 팹 완공시기는 2025년에서 2026년으로, 또 2027년으로 연기된 상태다. 또 마그데부르크 신규 팹 보조금 규모도 독일 정부와 몇 차례 줄다리기 끝에 지난 해 6월에야 확정됐다.

■ 외부 고객사 IP 보호 위해 올해 조직 개편 예고

인텔 파운드리가 외부 고객사를 유치하려면 생산 역량 확충과 초미세공정 기술력 이외에 외부 고객사의 IP 보호 방안도 갖춰야 한다.

TSMC 반도체 팹(사진=TSMC)

대만 TSMC는 '고객과 경쟁하지 않는다'는 기치 아래 오직 반도체 위탁생산에 전념한다. 반면 인텔은 제온·코어 등 제품을 보유하고 있다. 외부 고객사의 IP가 향후 인텔 자체 제품에 유입되는 것이 아니냐는 우려도 가능하다.

인텔은 이런 이해 충돌 문제를 해결하기 위해 올해 내부 조직 개편을 예고한 상태다. 기존 IFS(인텔 파운드리 서비스)를 공정·기술 개발, 글로벌 제조 및 공급망과 내부·외부 제품 생산까지 책임지는 '인텔 파운드리 그룹'으로 격상하기로 했다.

팻 겔싱어 인텔 CEO는 인텔 내부 조직의 이분화를 예고했다. (사진=인텔)

팻 겔싱어 인텔 CEO는 지난 2월 말 '인텔 파운드리 다이렉트 커넥트' 질의응답에서 "파운드리·프로덕트 그룹 사이에는 분명한 선이 있으며 올해 안에 인텔 파운드리를 독립적으로 분리하기 위해 준비할 것"이라고 밝혔다.