메모리 반도체, 과거와 다른 사이클

이 기업들은 구글의 커스터마이제이션(Customization) 전략을 지원하며 TPU의 경쟁력 강화에 기여한다. 특히 마벨은 구글 TPU에 대한 시장의 기대감으로 주가가 상승하는 모습을 보였다.

엔비디아는 이러한 연결을 위해 MV 스위치와 같은 전용 스위치 칩을 사용하여 GPU 간 효율적인 데이터 통신을 지원한다. 이는 기판 활용도를 높여 전체 시스템 성능 향상에 기여한다.

구글 TPU는 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN) 기술을 도입하여 스위치 칩 없이 네트워킹을 구현한다. 이는 하드웨어 의존도를 낮춰 원가 경쟁력을 확보하는 중요한 요소로 작용한다. 기존 엔비디아의 MV 스위치 칩 사용 방식과 비교할 때, 구글의 SDN은 비용 절감 효과를 가져와 시장에서 엔비디아에 대한 잠재적인 위협으로 평가받는다.

광연결(CPO) 기술은 데이터 전송 시 발생하는 신호 손실을 획기적으로 줄여준다. 일반적인 광 트랜시버 사용 시 신호 손실이 22dB에 달하지만, CPO를 칩 바로 옆에 붙여 사용하면 4dB 수준으로 감소한다. 이러한 기술은 신호 지연 현상을 제거하여 고속 데이터 통신 환경에서 필수적이며, 엔비디아와 TSMC가 이 기술의 도입을 적극적으로 추진하고 있다.

유리기판의 상용화는 2030년경으로 예상되며, 인터포저 기술 적용 시점이 2029년 이후로 전망되기 때문에 그전까지 유리기판을 직접 장착하기는 어렵다. 구조적인 문제로 인해 유리기판은 인터포저 기술이 안정화된 이후 순차적으로 도입될 것으로 보인다. TSMC는 당분간 하이브리드 본딩 기술을 활용하여 칩 연결 효율을 높이는 데 집중할 예정이다.

이러한 막대한 전력 소비는 기존 전력 인프라만으로는 감당하기 어려워 새로운 전력 솔루션 도입이 시급하다. 이 때문에 온사이트 연료전지(On-site Fuel Cell)와 같은 분산 전원 시스템의 필요성이 부각된다.

과거 2017년에서 2018년 사이의 메모리 반도체 시장은 서버 DRAM 및 SSD 공급이 아마존, 구글 등 대형 고객사에 1년 단위 직납 형태로 이루어졌다. 그러나 현재는 5년 단위 장기 계약으로 전환되어 공급 안정성이 크게 높아졌다. 또한, 엔비디아와 AMD 같은 팹리스 업체를 거치는 중간 단계의 공급 비중이 2027년까지 약 25%로 확대되어, 직접 거래보다 가격 협상 등에서 우호적이고 완충 역할을 하는 시장 환경이 조성되었다.

이들 신규 사업자들의 데이터 센터 투자 확대는 시장의 성장 동력을 강화한다. 공급 측면에서는 장기 계약 전환과 중간재 비중 확대로 인해 가격 협상 등 시장 환경이 더욱 우호적으로 변하고 있다.

인텔은 0.55 NA(수치개구)의 하이NA EUV(극자외선) 장비를 도입하여 기존 0.33 NA 대비 미세 공정 선폭 조절과 트랜지스터 집적도를 향상하려 한다. 이는 회로를 더욱 선명하고 조밀하게 구현하여 성능을 높이는 데 유리하다. 그러나 TSMC는 하이NA EUV의 즉각적인 도입 계획이 없으며, 삼성전자 역시 아직 적용 단계가 아니어서 인텔의 하이NA 도입이 삼성 파운드리에 즉각적인 위협이 되기는 어려운 상황으로 분석된다.

인텔 파운드리 사업부는 여전히 핵심 다이 생산을 TSMC 3나노 공정에 아웃소싱하고 있다. 이는 인텔이 자체적으로 최첨단 공정에서 모든 생산을 감당하지 못하고 있음을 보여준다. 인텔 파운드리 사업부의 영업이익률은 -36%에 달하며 대규모 적자를 지속하고 있어, 기술적 시도와 실제 양산 및 수익성 확보 사이에는 상당한 격차가 존재한다.

점유율 하락과 매출 성장이 동반되는 구조적인 특징으로 인해 사업 확장에 어려움을 겪는 것으로 분석된다. 현재 삼성 파운드리는 기술적 역량 강화와 동시에 점유율 회복을 위한 전략적 노력이 필요하다.