‘모래시계 모형’ 세계 테크 생태계와 삼성전자

[이균성의 溫技] 무어의 법칙과 AI 그리고 HBM

지금 세계 테크 시장을 ‘모래시계 모형’이라 불러보고 싶습니다. 모래시계는 원뿔 2개를 꼭짓점끼리 붙여 놓은 형상이죠. 위 원뿔에 담긴 모래가 꼭짓점 둘이 맞붙는 개미허리를 통해 아래 원뿔로 내려갑니다. 모래가 내려가는 것을 통해 시간을 계산합니다. 시간은 모래알과 개미허리 크기에 따라 결정되겠습니다. ‘모래시계 모형’의 테크 시장에서는 개미허리가 시간이 아니라 돈을 결정합니다.

세계 테크 시장의 모래시계 모형에서 개미허리는 미국의 AI 반도체 업체인 엔비디아에 해당됩니다. 위 원뿔 상단에는 챗GPT라는 생성형 AI모델로 세계 테크 시장을 송두리째 흔들어버린 오픈AI를 비롯해 이 회사에 대한 최대 투자사이자 협력사인 마이크로소프트(MS) 그리고 이들과 치열하게 경쟁하는 구글, 아마존, 메타 등이 있습니다. 아래 원뿔은 TSMC, SK하이니스 등 반도체 기업의 자리죠.

엔비디아는 이 모형에서 개미허리에 위치하며 위와 아래를 연결하는 조율자 역할을 합니다. 무기는 AI 반도체죠. 이 AI 반도체는 엔비디아 그래픽처리장치(GPU)와 이른바 고대역폭메모리(HBM)을 조합해 만듭니다. 엔비디아는 AI 반도체 납품으로 위 생태계의 경쟁을 부추기고 AI 반도체를 만들면서 아래 생태계를 지휘합니다. 그러니 모양은 개미허리지만 사실상 위아래를 잇는 키 플레이어죠.

삼성전자 사옥 (사진=삼성 뉴스룸)

세계 테크 시장의 ‘모래시계 모형’이 커지면서 주목하지 않을 수 없는 것은 모바일 시대 리더그룹이었던 애플과 삼성전자의 입지가 왜소해졌다는 사실입니다. 두 회사 모두 이 모형의 설계자도 주도자도 아니기 때문에 개미허리를 차지할 수는 없고 위든 아래든 위치해야 하겠지만 자리가 옹색한 상황입니다. 종전 주력 사업이 아니거나 주력사업이었더라도 주도권을 빼앗겼기 때문으로 보입니다.

위 원뿔 속 플레이어는 출발지는 다 다르지만 결국 클라우드에 강점을 가진 기업들입니다. 대규모 데이터 센터를 바탕으로 기업과 개인에게 인터넷 서비스를 제공하는 회사들이죠. 기존 모든 서비스에 AI를 입히는 것이 경쟁 포인트입니다. 삼성은 제조 중심이어서 애초 위 원뿔 속 플레이어는 될 수 없고, 애플은 앱스토어로 위력적인 서비스를 만들었지만 아직 위 원뿔 속에서 잘 안 보입니다.

아래 원뿔 속 플레이어는 AI 반도체 관련 기업들입니다. 여러 도전자가 있지만 개미허리를 차지한 엔비디아 밑으로 대만의 파운드리 업체인 TSMC와 우리나라 메모리 업체인 SK하이닉스가 핵심 생태계를 구성하고 있습니다. 애플은 애초부터 이곳에서 역할이 없었습니다. 자사 제품용 반도체를 개발하기는 하지만 전문업체는 아니니까요. 삼성은 다릅니다. 큰 역할을 차지했어야 마땅한 기업이죠.

아래 원뿔에서 넓은 영역을 차지했어야 할 삼성이 설 자리조차 옹색한 상황이 된 이유를 한 마디로 압축해보라고 한다면 ‘초격차의 함정’에 빠진 탓이라고 말하고 싶습니다. 달리 표현하면 ‘무어의 법칙 종말 시대’를 제대로 대비하지 못한 것입니다. 무어의 법칙은 ‘반도체 용량이 2년마다 2배로 증가한다’는 것입니다. 하지만 공정의 미세화가 극단으로 가면서 기술적으로 한계에 봉착하게 됐지요.

반도체 제작 과정에서 전공정 미세화의 고도화만으로는 용량과 속도에 대한 고객의 요구를 충족시키기 쉽지 않게 된 거죠. 다른 혁신이 필요했던 상황입니다. 칩을 쌓고 배치를 효율화하는 패키징 후공정 기술 개발이 더 중요해진 거죠. 이 과정은 원래 메모리 업체보다 팹리스나 파운드리 기업에 더 강점이 있어왔습니다. 이 기술을 최적화한 게 엔비디아-TSMC-SK하이닉스 연합군인 셈이겠습니다.

삼성도 이 추세를 모르지 않았지만 메모리 공정 고도화라는 관성을 극복하지 못했습니다. 삼성은 ‘모래시계 모형’ 구도가 짜일 것으로 생각하지 않았던 듯합니다. AI 시대에도 모래시계 모형보다, 위에 원통이 있고 밑에 꼭짓점이 아래로 향한 원뿔이 결합된 모형을 예상한 듯합니다. 원통 윗면에서 AI 업체가 경쟁하고 접착된 원뿔 윗면에서 AI반도체 업체가 경쟁하며 자신은 꼭짓점이 되는 구도이죠.

모든 AI 반도체 기업이 초미세 공정 최강자인 삼성 메모리를 쓸 수밖에 없는 구도 말이죠. 구도가 다시 변할 수도 있을 겁니다. 서버용 AI 가속기 시장이 한 바탕 시장을 휩쓸고 간 뒤 단말이나 자동차 혹은 가전기기용 반도체가 핵심으로 떠오르며 시장이 분화될 때가 올 테니까요. 온디바이스 AI가 대표적이겠지요. 그런데 AI반도체 첫 고지를 뺏긴 상황에서 그때가 온다고 꼭 유리하기만 할까요?

기술을 무시하면 안 되지만 삼성에겐 구도를 바꿀 혁신이 절실한 상황입니다.