“반도체는 미세한 소자와 금속을 규소 위에 잔뜩 쌓은 물건일 뿐인데, 어째서 이토록 높은 부가가치가 있을까요? 그렇게 부가가치가 큰데 나머지 기업들은 왜 이 좋은 걸 만들지 않는 것일까요? (중략) 그 답은 승자들의 끊임없는 협업, 경쟁, 혁신의 과거가 가지고 있습니다. 이 책을 읽은 독자 여러분은 뉴스 한 줄을 보더라도 반도체 기업들이 그리는 미래를 추정하고, 나아가 바람직한 미래로 나아가는 방법이 무엇인지를 생각할 수 있기를 바랍니다.“
 

반도체는 4차 산업혁명의 토대이며, 대한민국 수출 품목 1위이자 우리 경제를 이끄는 원동력이다. ‘세계 어느 나라도 한국의 반도체 없이 4차 산업혁명을 이룰 수 없다’고 말한다.

반도체는 스마트폰, 가전제품 같은 전자기기부터 자동차에 이르기까지 다양하게 사용되고 있다. 4차산업혁명의 기반 기술인 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 빅데이터, 자율주행 자동차, 클라우드, 드론 등을 구축하는 핵심 부품이다. 반도체는 그 자체로 첨단기술제품이자 산업에도 첨단기술과 노하우, 시스템이 응축되어 있다. 반도체 없는 세상을 상상할 수 없듯이 이제 반도체 산업을 알지 못하고서는 어떤 기술 개발이나 경제 성장도 기대할 수 없다. 하지만 반도체가 정확히 무엇인지, 어떤 원리로 만들어지는지, 반도체 산업이 어떤 구조이며 어떤 경쟁관계를 갖고 있는지는 대부분 잘 알지 못한다.

일본의 반도체 소재 규제나 중국의 반도체 막대한 투자 소식에 막연한 불안감으로 뉴스에 따라 사람들의 의견은 이리저리 흔들리는 경우가 많다. 《반도체 제국의 미래》는 이러한 일반인의 반도체에 대한 상식 수준을 높여줄 뿐 아니라 반도체 산업의 본질을 파악하고 미래를 전망할 수 있도록 독자들을 이끈다.

저자는 현직 반도체 개발검증 연구원으로, 복잡하고 어려운 반도체 기술을 건설 공사와 요리에 비유해 초보자들도 쉽게 이해할 수 있게 설명한다. 또한 제품별 반도체, 예를 들면 메모리, 비메모리, 낸드플래시, 제조 공정 등을 누구나 알 수 있도록 해당 기술적 측면을 풀어내고 있다. 게다가 반도체 핵심기술의 변화가 어떻게 반도체 산업을 변화시켜왔는지 그 이면에 숨겨진 승자의 법칙을 도출해 향후 미래를 진단할 수 있는 통찰을 보이고 있다. 반도체 업계 종사자들, 반도체 산업을 이해하고자 하는 일반인과 투자자, 통찰력을 얻고자 하는 기업인 모두에게 유익할 것이다.

”노어와 낸드가 주도권 싸움을 벌이고 삼성전자가 2위에 머물러 있을 때, 휴대용 기기에 대한 강력한 확신이 있던 스티브 잡스가 홀연히 나타나서 엄청난 양의 낸드를 구입하기 시작해 시장이 평정되었고, 삼성전자가 확고한 낸드의 1인자로 자리잡았습니다. 스티브 잡스가 휴대폰을 재발명하고자 했을 때, 그곳에는 메모리는 물론 연산이 가능한 저전력 컨트롤러 설계와 파운드리까지 보유한 삼성전자가 있었습니다. 또 그 뒤에는 컴퓨팅의 후방에서 조용히 자기 일을 하던 ARM이 있었습니다. 이후 시장은 완전히 변하였고, 바로 구글과 안드로이드가 따라오면서 철옹성과 같던 x86의 지배에 종지부를 찍고 이에 맞춰 소프트웨어 회사들까지 새로운 생태계를 만들어내었습니다.“ 

몇 년 전 삼성전자는 다음과 같이 위기감을 토로했다. ‘향후 5년간 경쟁력을 유지할 수 있는 산업은 D램 밖에 없다’. 그리고 몇 개월 전에는 삼성전자가 2030년까지 시스템 반도체 분야에 133조 원을 투자할 계획이라는 뉴스로 떠들썩했다. 업계 1위인 삼성의 이 위기감은 어디에서 온 것일까.

우리나라는 메모리 반도체 시장의 강자다. 삼성전자, SK하이닉스는 메모리 반도체, 즉 D램, 낸드플래시에 집중하고 있는데 전체 400조 원에 이르는 글로벌 시장에서 메모리 반도체의 비중은 30%도 되지 않는다. 또한 비메모리 분야에서 삼성을 포함한 국내 기업의 세계시장 점유율은 4%대에 불과하다. 반도체의 주류가 변화하는 과정에서 자칫 반도체 산업 경쟁력이 하락할 위기에 놓인 것이다. 4차 산업혁명 시대에 더욱 비중이 높아지고 있는 비메모리 반도체 분야에서 경쟁력을 확보하기 위해 국내 기업은 사활을 걸고 대규모 투자를 진행하고 있다.

현재의 승자라고 해서 안심할 수 없고, 미래 선두 기업이 되기 위해서는 끊임없이 변신해야 하는 21세기, 이 시대를 지배할 반도체 패권은 누가 차지하게 될 것인가.

《반도체 제국의 미래》는 기술 발전과 상호작용을 통해 부상한 기업들의 전략을 살피고, 잠시 승자가 되었다 사라진 기업과 승자의 자리를 유지하고 있는 기업의 차이점을 분석한다. ‘Part 1. 반도체 제국의 탄생’에서 20세기 반도체 강자로 우뚝 선 삼성전자와 인텔을 집중적으로 분석함으로써 각 분야의 승자들이 처해 있던 IT 업계의 주변 상황과 그들의 대응을 통해 승리한 비법이 무엇인지 알아본다.

승자 기업들이 반도체 시장에서 어떤 규칙을 간파하였는지, 모두가 목말라 하던 ‘무엇’을 만족시켜주었는지를 알면, 어째서 그러한 규칙들과 승자들이 생겨났는지 알 수 있다. ‘Part 2. 4차산업혁명 시대, 새로운 승자의 법칙들’에서는 21세기 업계에 닥친 수많은 도전과 시련, 그리고 각 업체의 대응을 살펴보며 지난 세기와는 달라진 승자의 법칙을 살펴본다. 설계 부분에서의 물리적 한계, 하드웨어 혁신의 한계, 모바일 혁명으로 인한 저전력, 휴대성의 대두, 인공지능과 가상화에 따른 수요 변화 등의 다양한 과제를 이겨내기 위한 각 기업의 전략을 살펴본다.

기존 승자와 도전자 기업으로 인텔, ARM, 엔비디아, TSMC, 구글, 삼성전자를 꼽고, 그들의 현재 상태를 통해 어떤 위협에 직면해있는지, 또한 어떤 돌파구가 있는지 알아본다. 또한 중국이 야심차게 추진하고 있는 반도체 굴기의 현실과 가능성을 알아보고 한국 반도체 산업에 위협이 될 수 있는지를 판매와 기술력 데이터 등을 근거로 논증한다.

《반도체 제국의 미래》에서는 반도체와 산업을 이해하기 쉽게 많은 도표와 데이터로 반도체 설계와 제조 등 전반적인 공정을 자세히 설명하고 있어 누구나 쉽게 이해할 수 있다. 예를 들면, 반도체 제조 과정은 시장조사, 설계, 제조, 테스트, 패키징으로 구성된다. 이 모든 과정을 총괄하는 기업을 ‘종합반도체회사(IDM)’라고 하고(삼성, 인텔) 설계만 전문으로 하는 팹리스(Fabless), 제조를 전문으로 하는 파운드리 회사로 나뉜다.

반도체 제조 공정은, 웨이퍼 표면을 세척하여 준비한 뒤 원하는 기둥의 두께만큼 물질을 두텁게 바르는 과정(도포), 포토레지스트를 입힌 뒤 기둥이 될 부분을 제외한 주변부 포토레지스트를 태워서 없애는 과정(노광), 불화수소 가스를 이용해 주변부를 깎는 과정(식각) 등으로 나뉜다. 일본의 수출규제 품목 중 반도체 제조 공정에 쓰이는 물질은 포토레지스트(PR), 불화수소(HF)이다. 무기화하려면 대체제가 없고 강력한 독점 지위를 가지는 재료여야 하는데, 수출규제 전 포토레지스트의 일본 제품 점유율은 91.9%에 이르고 불화수소 또한 43.9%에 이르고 있었다(한국무역협회 발표, 2019년 1~5월 기준).

그렇다면 이들은 각각 어떤 공정에 쓰일까? 포토레지스트는 ‘노광’ 과정에서, 불화수소는 ‘식각’ 과정에서 쓰인다. 독자들은 이 책에서 제공하는 풍부한 정보들을 통하여 반도체 제조 전공정, 후공정에 대한 강력한 상식으로 무장하고 4차산업혁명 시대에 걸맞는 반도체 산업에 대해 충분한 이해를 할 수 있을 것이다.

또한 이 책은 제조 공정과 기업들의 경쟁과 도전 과정을 이해하기 쉽도록 160여 개의 그림과 도표를 활용하고 있다. EUV 회로 사진, 일반 시뮬레이션과 FPGA 칩 시뮬레이션 방식 차이, 일반 SSD와 kr-SSD의 차이 같은 기술적인 부분부터 ARM의 비즈니스 모델, TSMC와 삼성전자의 파운드리 전략, TSMC의 분기별 매출, 하이닉스와의 기술 격차에 따른 중국 업체들의 순이익률 등의 경영적 측면에서의 자료도 풍부하다.