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[김대호 진단] AI 반도체 기업 열전 ④ 모리스 창 TSMC…엔비디아 GPU 공장

김대호 연구소장/ 경제학 박사

기사입력 : 2024-02-26 10:39

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TSMC/ 뉴시스 제휴
인공 지능(AI)이 돌풍이 거세다. 인공 지능(AI)이 뜨면서 AI 제조에 필요한 반도체 이른바 GPU 수요가 폭발적으로 늘어나고 있다. 이 AI 반도체 GPU를 만드는 반도체 팹리스 엔비디아 주가는 연일 폭발하고 있다. 인공지능 먹이사슬 구조를 보면 데이터센터(IDC)= MS 아마존, 구글 (알파벳) , AI 네트워크= 브로드컴 소프트뱅크, AI 서버= SMCI , HP, 델, 지능및 교육모델 개발 =올트먼 (오픈 AI), GPU 설계= ARM 엔비디아 AMD 퀄컴, 파운드리= TSMC 삼성전자, 그리고 HBM 반도체=SK하이닉스 브로드컴 등으로 분석할 수 있다. 이 중에서도 GPU를 만드는 엔비디아가 AI 먹이 사슬의 핵인 셈이다.

엔비디아는 팹리스이다. 생산 시설이 없는 반도체 설계 회사인 것이다. 엔비디아 폭발적으로 늘어나는 GPU 반도체를 설계한다. 그 반도체의 생산은 TSMC 라는 반도체 파운드리 회사에 대부분 위탁하고 있다. AI 돌풍의 진원지는 GPU를 설계하는 엔비디아 이지만 엔비디아로 부터 위탁을 받아 직접 GPU를 만들어 내는 TSMC의 수익도 만만치 않다. GPU 를 설계하려는 반도체 팹리스는 최근 크게 늘어나고 있다. 이 팹리스들도 대부분 TSMC에 맡기고 있다. 그러다보니 TSMC는 하청업체 이지만 원청회사보다 입김이 더 세다. 갑보다 더 센 을인 셈이다. 시간이 흐를 수록 AI돌풍으로 인한 혜택이 TSMC에 더 몰릴 수 있다.
TSMC의 영어 풀네임은 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company , Limited이다,. 이를 줄여서 TSMC라고 쓴다. 대만에서는 중국어 정체자로 台灣 積體電路 製造 股份有限公司라라고 표기한다. TSMC는 전세계 파운드리의 60%상을 점유하고 있다. 전세계 1000여 기업들이 1만개 이상의 반도체 제조 의뢰를 하고 있다. 하고 있는 기업이다. 애플, 퀄컴, 엔비디아, 미디어텍, AMD, 브로드컴, 마벨 테크놀로지스 등이 TSMC의 고객이다. 글로벌 증시 지형이 인공지능(AI)을 중심으로 재편되면서 TSMC의 주가도 뜨고 있다. 요즘 대만 증시가 잘나가는 것도 바로 TSMC 덕이다. 대만 자취엔지수에서 TSMC의 가중평균 비중이 무려 30%이다. TSMC 주가는 올해 들어 20%가까이 올랐다. TSMC 시총은 전 세계 10다. 뉴욕증시 월가에서는 TSMC가 곧 5위구너으로 입성할 것이라는 긍정적인 평가가 나오고 있다. 뉴욕증시 투자분석기업인 서스쿼해나는 TSMC에 대한 투자의견을 '매수'로 유지하면서 12개월 목표가를 23% 올려 잡았다. TSMC는 최근 글로벌 증시 랠리를 주도하는 인공지능(AI) 칩의 핵심 공급회사이다. TSMC의 생산능력에 따라 엔비디아 실적이 좌우될 정도이다.

뉴욕증시 블룸버그 산하 연구기관인 블룸버그 인텔리전스(BI)에 따르면 AI 반도체 생산에 필수적인 TSMC의 첨단 패키징 공정 ‘칩 온 웨이퍼 온 서브스트레이트(CoWoS)’에서 최근 1년 새 상당한 병목 현상이 나타났다. 엔비디아의 주문량을 소화하기 위해선 이 공정의 40~50%가 투입돼야 한다. 엔비디아는 3분의 1가량만 확보한 상태이다. TSMC는 올 연말까지 CoWoS 공정의 생산능력을 전년 대비 124%가량 확충해 수급 불균형을 해소하겠다는 방침이다. 그러나 공정 자체가 워낙 복잡한 데다 확장에 필요한 초정밀 장비의 리드 타임이 길어 쉽지 않아 보인다. 엔비디아뿐 아니라 AMD, 브로드컴 등 다른 반도체 업체들도 TSMC의 패키징 공정 확보를 위한 경쟁에 줄줄이 뛰어들었다. 패키징은 반도체가 제 역할을 할 수 있도록 외부와 전기적으로 연결하는 공정이다.

블룸버그 인텔리전스(BI)는 엔비디아가 TSMC 4나노미터(㎚: 1㎚=10억분의 1m) 반도체 부문의 ‘생명줄’ 역할을 할 가능성도 있다고 전망했다. 엔비디아는 향후 출시될 B100 반도체에 TSMC의 4나노 공정을 사용할 것으로 전망된다. 이 경우 TSMC의 4나노·5나노 생산능력 활용을 최적화할 수 있다는 것이다. 4나노와 5나노는 TSMC 전체 생산능력의 12%가량을 차지하고 있다. 지난해 매출에서 3분의 1을 담당했다. 요즘 TSMC 주가는 엔비디아 관련 소식과 동행하는 흐름을 보이고 있다. 엔비디아가 실적을 발표한 날 TSMC 주가는 거의 예외 없이 올랐다. TSMC가 장비를 납품 받는 일본 도쿄일렉트론 등 다수의 글로벌 반도체 기업들 주가도 TSMC와 민감하게 반응하는 양상이다. TSMC 주가가 사상 최고치를 찍자 도쿄일렉트론도 신고가를 경신했다.

TSMC는 요즘 대만과 일본의 반도체 동맹에도 정성을 쏟고 있다. 대만과 일본의 반도체 동맹은 일본 반도체의 부활 신호탄이기도 하지만 TSMC에 또 다른 기회가 될 전망이다. TSMC의 모리스 창 창업자는 최근 일본 구마모토현에서 열린 ‘TSMC 제1공장 개소식’에서 “일본 반도체 생산의 르네상스(부흥)이 시작됐다고 믿고 있다”고 말했다. 일본 정부는 이미 TSMC의 제1공장에 보조금으로 4760억엔을 지원했다. 기시다 총리는 추가로 제2공장에는 최대 7320억엔(약 6조5000억원)을 지원한 방침임을 밝혔다. 외국 기업에 무려 1조 2000억엔의 현금을 지원하는 셈이다. 기시다 후미오 총리는 “TSMC의 세계 전략에 일본이 중요한 거점으로 명확하게 자리잡은 것을 환영한다”며 “일본 정부는 앞으로도 예산, 세제, 규제 개혁과 같은 지원책을 스피디하게 실행하겠다”고 말했다. 사이토 겐 일본 경제산업상은 “ 7320억엔의 보조금과 (이미 지급한) 1공장 보증금을 합치면 1조엔을 넘는 거액 지원인 것은 맞는다”면서도 “지금 전세계는 반도체 제조 능력의 확보를 위해 각국이 거액 예산을 투입하는 대경쟁 시대를 맞고 있다. 이런 상황에서 앞으로 산업 발전과 경제 안전보장의 측면에서 이같은 지원이 나는 필요하다고 생각한다”고 말했다.
TSMC 대만의 반도체 산업 진흥 프로젝트의 일환으로 1987년 2월 21일에 출범했다. 설립 당시에는 대만 행정원 소속의 산업기술연구회에서 전액 출자했다. 이후 네덜란드의 필립스가 출자를 했다. 1992년 민영화되는 과정에서 정부 지분은 주식시장에 대량 공개 매각됐다. 그래도 6.68%는 대만 행정원 국가발전기금이 여전히 보유하고 있다. 설립 아이디어를 제시한 이는 당시 대만 정부 산하 공업기술연구원 원장이었던 장중머우(張忠謀) 박사였다. 영어 이름은 모리스 창이다. 모리스 창은 미국 텍사스 인스트루먼트 사에서 25년간 재직하며 반도체 사업부 부사장까지 지낸 인물이다. 그는 당시 설계부터 제조까지 도맡아 했던 다른 거대 반도체 기업과 달리 위탁생산에만 전념하는 파운드리 사업이 유망하다는 점을 간파했다. 모리스창은 대만 정부를 설득해 TSMC를 설립하고 CEO를 맡게 된다.

TSMC는 타 기업으로부터 설계도를 받아 반도체를 위탁 생산하는 기업이다. 삼성전자와 SK하이닉스, 인텔 등은 설계 능력을 갖추고 있으므로 IDM(Integrated Device Manufacturer)으로 분류된다. 반면 TSMC는 설계는 하지 않고 팹만 운영하는 순수한 파운드리 업체이다.말그래도 하청회사 이다. 대만 사람이나 컴퓨터에 특별히 관심이 있는 사람이 아니면 잘 모르던 회사였다.2020년대에 들어 반도체가 경제를 넘어 국제정치적 이슈로 부각되면서 존재가 알려지기 시작했다. 파운드리 업계 선두 주자이다. 매출 점유율은 60% 내외이다. 2위 삼성 파운드리 13%, 3위 글로벌파운드리 7%를 크게 앞선다. 팹리스 혹은 IDM 업체의 절대 다수는 TSMC에 일부 혹은 전부 하청을 맡길 수밖에 없는 구조이다. Apple, Qualcomm, VIA, NVIDIA, AMD, MediaTek 등과 같은 큼직한 기업들이 모두 고객이다. 대만은 물론이고 동아시아 증시에서 시가총액이 가장 높은 기업이다.

대만이 오늘날 세계 경제, 더 나아가 외교적으로 중요성을 다시 인정받게 된 배경에서도 TSMC가 큰 기여를 하고 있다. TSMC 때문에 대만을 버릴 수 없다는 이야기가 나온다. 대만에서는 '나라를 지키는 신령스러운 산'이라는 의미의 호국신산(護國神山)이라고 까지 불린다. 코로나19이후 TSMC의 영향력이 더욱 커졌다. 오늘날 모든 전자제품에는 반도체가 들어간ㄷ. 그 수요는 갈수록 늘어가는 추세이다. 미국은 중국을 견제하기 위해 반도체 규제 동맹을 만들기도 했다. 대만과의 외교관계를 설정할 때 TSMC를 빼놓고 이야기할 수 없다. 중국의 대만 침공 우려가 커지는 가운데 여러 나라들은 '대만을 침공하는 것보다 TSMC 반도체 공급 차질이 생기는 게 더 큰 문제'라고 걱정하고 있다. 미국이 대만 무력통일을 저지하겠다며 공공연히 떠드는 이유도 TSMC가 중국에 넘어가면 반도체 패권에서 미국이 중국에게 밀리게 되기 때문이다. 이런 마당에 AI 돌풍까지 일면서 TSMC는 그야말로 세계에서 가장 주목받는 회사가 됐다.

2021년에는 일본 정부의 오랜 러브콜 끝에 무려 5천억 엔 (4~5조원 상당)이라는 거액의 보조금을 무조건으로 구마모토현에 공장을 건설하기로 합의, 소니나 덴소 등 일본 고객사들의 수주물량을 생산하는 28nm 공정라인이 2022년부터 착공에 들어갔고 일본도 TSMC 해외공장 설치를 중요시 여기기 때문에 교대근무를 통해 24시간 건축을 한 덕에 2024년 가동 예정이다. 당연히 현에 엄청난 이익을 가져다주니까 구마모토현에서는 공항철도의 노선 등 각종 현내 인프라 정비계획까지 TSMC 측의 편의에 맞추는 등 엄청난 성의를 보이고 있다고 한다.# 더욱이 일본 정부는 TSMC를 유치해서 취업한 일본인들을 일부 빼오는 것을 통해 기술을 흡수해 자국 반도체 산업을 부활시키기 위해 통과시킨 법안의 1호 수혜자가 됐기 때문에 향후 TSMC가 일본에서 가지게 되는 영향력은 상당할 전망이다.

TSMC의 모토는 절대로 자체개발을 하지 않고, 오직 파운드리로서만 회사를 운영하겠다는 뜻이다. 고객사와 경쟁하지 않는다는 위치 덕분에 TSMC가 많은 면에서 경쟁사들보다 우위를 점하게 됐다. 자체개발을 하고 있는 회사들이 운영하는 팹에 외주를 맡기기에는 기술 유출 등이 걱정되지 않을 수 없다. 삼성전자는 한 때 애플 반도체를 100% 위탁 생산했다. 그때 애플은 삼성이 자신들의 칩 발주 일정에 맞춰서 갤럭시 S 시리즈 등의 신제품을 준비한다는 의심을 거두지 않았다. 결국 2015년 A9X 부터는 TSMC로 위탁생산사를 완전히 변경하면서 삼성전자 수주가 0%로 없어지게 됐다. 타사의 외주를 받으면서도 자사 브랜드를 유지하는 삼성이 TSMC에 비해 약점인 것이다. 자체개발을 겸업하는 종합 반도체 회사인 삼성전자나, 반도체 굴기 등으로 자체개발 기술력 확보에 사활을 걸고 있는 중국의 팹들은 수주 면에서 TSMC에 비해 불리하다.
모리스 창(영어: Morris Chang, 중국어: 張忠謀, 병음: Zhāng Zhōngmóu 장중머우[*], 한자음: 장충모; 1931년 7월 10일 ~ )은 중화민국의 반도체 엔지니어, 기업인이다. 세계 최초의 파운드리 기업인 중화민국의 TSMC를 1987년 창업했고, 전 회장을 역임했다. 중화민국의 반도체산업을 탄생시킨 장본인 중 한명으로, 중화민국 첨단산업의 대부, 중화민국 반도체의 아버지로 불리기도 한다. 1998년 커먼웰스(Common Wealth) 잡지가 선정한 중화민국의 가장 존경받는 기업인, 비즈니스위크의 `아시아의 떠오르는 별' 50인, 97년 비즈니스위크 `올해의 톱경영자 25인' 등에 선정되었다.

모리스 창은 중국 저장(浙江)성 닝보(寧波)의 중국은행가의 부유한 집안에서 태어났다. 그의 가족은 국공 내전, 중일전쟁 등을 피해 중국 내 6개 도시를 전전하며 옮기다가, 홍콩을 거쳐 미국으로 이민했다. 모리창은 이 와중에 하버드 대학에 입학했다. 어릴때부터 철학과 인문학에 관심이많고, 호메로스와 셰익스피어의 작품에 완전히 심취해 작가를 꿈꾸었다. 그러다가 가족을 부양해야 한다는 현실적 이유로 인해 자신의 진로를 엔지니어로 바꾸었다. MIT로 편입해 기계공학 학사 (1952년), 석사 (1953년) 학위를 받았다. 석사 졸업 후에는 포드자동차 입사시험에 합격했으나 더 높은 급여를 약속한 전력공급장치 제조사 실바니아 일렉트로룩스에 취직해 3년 간 일하였다. 1958년 텍사스 인스트루먼트(TI)로 이직해 20년간 근무하며 1972년 반도체 부문 부사장, 숙적 IBM을 2위로 밀어낸 공고를 인정받아 1978년 그룹 전체 부사장 자리까지 올랐다. TI에 재직 중 회사 지원으로 스탠퍼드대학원에서 전기공학 박사학위를 받았다. 1983년 제너럴 인스트루먼트(GI)로 이적하여, 최고운영책임자(COO)로서 연구개발(R&D)을 담당했다.

1985년 대만 정부로부터 대만산업기술연구원(ITRI) 원장직 제안을 받았다. 당시 대만은 1979년 터진 2차 오일쇼크로 인해 경제 위기 상황이었다. 이후 그는 중화민국의 산업 구조가 팹리스 업체로부터 제조를 위탁받아 생산을 전담하는 파운드리 사업이라는 새로운 사업 모델에 적합하다고 판단하였다. 대만 정부를 설득하여 1987년 2월 56세의 나이에 TSMC를 창업했다.TSMC는 1990년대 민영화가 되었다. 모리스 창 본인과 가족들의 지분은 0.5% 내외이다. 2005년 74세에 고령을 이유로 은퇴했다. 2009년 금융 위기로 인해 매출이 급락하자 다시 복직했다. 복귀 이후 해고직원 복귀 및 투자 확대를 실시했다. 2010년 1월에는 TSMC 사상 최대 규모인 48억달러 상당 투자계획을 발표했다. 또한 TSMC는 2009년부터 매년 약 100억달러를 들여 첨단 시설을 신설했다. 그의 투자 확대 전략은 대 성공이었다. 2018년 87세의 나이로 은퇴했다. 2018년에는 차이잉원 총통에 의해 APEC 중화 타이베이 대표로 임명되었다.


김대호 글로벌이코노믹 연구소장/ 경제학 박사 tiger8280@g-enews.com
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김대호 연구소장/ 경제학 박사

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