[고영화의 차이나반도체] <2> 중국 설계 기술 현주소 <下>

기사입력 : 2022년07월18일 15:53

최종수정 : 2022년08월03일 16:09

<2> 중국 설계 기술 현주소 <上>에서 이어짐

◆ 세계적인 중국의 인공지능 GPU 기술

중국의 반도체 설계 가운데 세계에서 가장 경쟁력 있는 분야는 인공지능 GPU 부분일 것이다. 미국에 비해 제품화는 늦었지만 기술투자 면에서 결코 미국에 뒤지지 않는다.

세계 3대 비트코인(Bitcoin)채굴기 제조사인 비트메인(比特大陆, Bitmain, 비상장), 마이크로BT(比特微 MicroBT, 비상장), 가나안크리에이티브(嘉楠科技, Canaan Creative, 나스닥: CAN) 등이 모두 중국기업이고, 3사 모두 독자 설계한 GPU를 가지고 있다.

글싣는 순서

1. 중국 반도체 굴기, 한국 따라잡나
2. 중국 반도체 설계 기술 현주소
3. 中 파운드리 점유율 확대와 한계
4. 후공정 분야 중국 반도체 세계 정상
5. 반도체 굴기 '보틀넥' 장비산업 공급망 회복은?
6. 무서운 잠재력 중국 반도체 소재
7. 이미지 센서 반도체 세계 3위
8. 세계를 리드하는 중국 AI반도체
9. 반도체 굴기 지탱하는 자동차 반도체 위용
10. 중국 휴대폰 반도체 놀라운 시장 규모
11. 다양한 응용 中 MCU 반도체 시장
12. 3세대 반도체 세계 1등의 꿈
13. 반도체 협력 한중 상생 방안

클라우드 딥러닝 전용 GPU 분야를 보면, 캠브리콘(寒武纪, Cambricon, 688256.SH)은 2021년부터 딥러닝(Deep Leaning) 학습을 지원하는 서버용 인공지능 가속카드 6종, 모듈 2종, CPU 2종을 발표했고, 인공지능 반도체 1호 상장기업이 되었다.

또한 수이웬과기(燧原科技, Enflame, 비상장)는 2019년 부터 T10, i10, T20/T21 등 4종의 인공지능 학습 가속기를 출시하고, 기업평가액이 100억 위안을 넘는 반도체 설계 분야 유니콘이 되었다.

자율주행(ADAS)용 인공지능 GPU분야를 보면, 디핑센로보틱스(地平线机器人, Horizon Robotics, 비상장)는 이미 3종의 GPU를 개발했고, ADAS 등 많은 차량용 응용을 개발했으며, 기업평가액이 320억 위안을 넘는 중국 최대의 반도체 유니콘이 되었다.

또한 헤이즈마(黑芝麻智能, Black Sesame, 비상장)는 자율주행용 GPU 및 관련 응용을 개발하고, 기업평가액 130억 위안의 유니콘이 되었다.

[베이징=뉴스핌] 최헌규 특파원 = 캠브리콘의 3세대 서버용 AI 칩 (출처: 캠브리콘 홈페이지). 2022.07.18 chk@newspim.com

◆ 성장 잠재력이 기대되는 전력반도체

전력반도체는 전기를 변환 변압하거나 분배 제어해서 전기를 효율적으로 사용할 수 있게 해주는 아날로그 반도체이다. 온-오프(ON-OFF) 같은 단순 기능을 담당하는 트랜지스터(IGBT, MOSFET 등), 다이오드 등의 개별소자와 이것들을 제어 변환하는 기능을 하는 전력관리IC가 있다.

모바일기기 등은 전기를 절약하기 위해서, 백색가전에서는 소비자의 편의성을 높이기 위해서, 모터, 전기자동차, 태양광/풍력, 에너지 저장장치, 스마트그리드, 데이터센터 등에는 전력 변환 및 제어를 위해서 널리 사용되고 있어, 향후 시장이 매우 크게 늘어날 것으로 예상된다.

상하이증시 상장사 스란마이크로(士兰微, Silin, 600460.SH)는 중국 전력반도체 1위 기업으로서, 거의 모든 종류의 전력 반도체를 설계할 뿐만 아니라 자체 제조 공장도 보유, 파운드리 사업에도 참여하고 있다.

실러지(矽力杰, Silergy, 대만: 6415)의 주요 제품은 직류 변환칩, 교직류 변환칩, 전원 관리칩(PM), LED 조명칩, 배터리 관리 시스템 칩, 광센서, 모터 드라이버, 오디오 파워칩, 전원 모듈, 보호 스위치, 정전기 보호, 계량검침칩 및 신호 체인 칩 솔루션 등 이다.

화룬마이크로(华润微, CR Micro, 688396.SH)는 전력반도체(MOSFET, IGBT)는 스마트센서, 스마트제어 제품을 설계하며, 자체 공장을 보유하고 있어, 파운드리 사업비중이 매출의 60% 가량된다.

선전 상장기업 양지에과기(扬杰科技, Yangjie Electronics, 300373.SZ)는 MOSFET, IGBT를 비롯한 각종 전력전자소자 및 3세대 반도체 중 SiC 계열 고출력 모듈, 출력 다이오드 등을 설계하며, 자체 생산공장에서 생산을 하고 있다.

화다반도체(华大半导体, CEC Huada, 홍콩주판: 00085)는 중국전자정보산업집단(CEC, 中国电子集团) 산하 반도체(IC) 전문 개발회사로서, 제어칩, 파워반도체, 프리미엄 아날로그칩, 보안칩 등을 설계한다.

[베이징=뉴스핌] 최헌규 특파원 = SILAN 전력반도체 600V/6A DIP-25B (출처: 스란마이크로 홈페이지, 2022.7). 2022.07.18 chk@newspim.com

◆ 스마트폰에 기본이 되는 신호처리 반도체

신호처리 반도체는 유무선 통신 모뎀(Modem), 커넥티비티(WiFi, BluTooth, GNSS) 및 디지털 신호처리(DSP)와 관련된 아날로그 반도체이다. 주파수가 올라가면 GaN 기반 3세대 반도체가 좋은 성능을 나타낸다.

중씽마이크로전자(中兴微, Sanechips, 비상장)는 무선통신, 광대역 접속, 광전송, 라우팅 교환 등의 분야에서 핵심 칩 및 솔루션을 제공, 자체 개발 및 상용화에 성공한 칩 100여 종을 보유하고 있다. ZTE(중씽전신 中兴电讯)의 자회사로서 2019년 부터 미국의 제재를 받고 있다.

거얼테크(歌尔, Goertek, 002241.SZ)는 VR 가상현실, TWS 스마트 무선이어폰, 스마트홈 비디오 게임기 및 부품을 설계하는 기업이다. 애플폰(Apple)의 TWS 이어폰을 공급하고 있으며, 오큘러스(Oculus)의 VR기어를 ODM 납품하고 있다.

징천반도체(晶晨半导体, Amlogic, 688099.SH)는 오디오 및 UHD HDR 멀티미디어 스마트단말 SoC 칩과, WiFi 및 블루투스 칩을 설계하고 있다.

맥스샌드(卓胜微, Maxscend, 300782.SZ)는 주로 무선주파수 스위치, 무선주파수 저잡음 증폭기, 무선주파수 필터, 무선주파수 전력 증폭기 등 5G 무선주파수 전단(Front-end) 개별소자와 모듈 제품을 공급한다.

벤칩(唯捷创芯, Vanchip, 688153.SH)은 PA(파워앰프, power amplifier) 모듈 중국 1위 업체로서, 주로 무선주파수 파워앰프 모듈 제품을 공급하고 있으며, 무선주파수 스위치 칩, 와이파이 무선주파수 프론트엔드 모듈 등을 공급한다.

국과미전자(国科微, Goke Microelectronics, 300672.SZ)는 영상 코딩(coding) 반도체와 영상 디코딩(decoding) 반도체 중국 1위 기업이다.

◆ 조명 LED분야 M&A를 통해 통합재편

무린선(木林森, MLS, 002745.SZ)은 조명 LED 분야 중국 1위로서, LED 패키징(Packaging) 과 LED 스마트 조명 브랜드 사업을 중심으로, 다년간 M&A와 내부성장을 통해 '레드밴스'(LEDVANCE) 브랜드, '무린샨'(MLS) 브랜드를 구축했다.

포샨 내션스타(国星光电, Foshan Nationstar, 002449.SZ)는 1976년 LED 패키지에 발을 들여놓은 중국 최초 LED 생산 기업 중 하나로, LED 범용 조명과 디스플레이 백라이트, 미니 백라이트 등 제품을 공급한다.

◆ 센서 분야의 핵심 이미지 센서

센서 반도체는 압력, 온도, 위치, 가속도 등 수없이 많은 종류가 있으나, 이미지 센서는 하나의 핸드폰에 카메라가 여러 개 장착되면서 기하급수적으로 시장이 성장했다.

거커마이크로전자(格科微, GalaxyCore, 688728.SH)는 앞서 언급한 웨이얼반도체에 이어 이미지센서 분야 중국 2위, 세계 5위를 차지하고 있으며 주로 중저가 이미지 센서를 공급한다.

구딕스(汇顶科技, Goodix, 603160.SH)는 지문센서 분야 중국 1위 기업으로서, 생체지문측정 기술을 바탕으로 광학 지문인식 센서과 터치식 지문인식 센서 등을 공급한다.

[베이징=뉴스핌] 최헌규 특파원 =거커마이크로 1300만화소 CIS 모듈 (출처: 거커마이크로 홈페이지, 2022.7). 2022.07.18 chk@newspim.com

◆ 우리에겐 낯선 비메모리 반도체 설계

중국의 반도체 설계 산업은 대체로 복잡한 구조를 띠고 있다. 분야도 많고 제품은 더더욱 많아 이해가 어려운 면이 있다. 현재 비메모리 반도체 시장은 메모리 반도체 시장의 3배에 이르는 실정이다.

한국이 반도체의 모든 분야를 다하기는 현실적으로 쉽지않다. 하지만 내수 수요가 뒷바침되고 미국의 제재를 받고 있는 중국은 모든 반도체 분야에 대해 특유의 '만만디' 정신으로 천천히 기술을 축적, 언젠가는 '이공우산'하듯 뭔가를 만들어 낼 가능성이 크다.

특히 전세계 전기자동차 시장을 이끌어가는 상황에서 전력반도체 부문이나, 인공지는 GPU 분야에서 첨단의 기술 및 제품이 나올 가능성이 많다. 그럼 우리 대한민국은 새로운 도전에 어떻게 응전해야 하나?

◆ 전략적 투자에 적극적인 삼성과 SK

대한민국은 반도체 산업에서 '미싱블록(missing block)'과 같은 비메모리 반도체 부분을 잘 살펴보고 사업적으로 꼭 필요한데 우리에게 없는 기술과 제품이라면 전략적 투자를 해서 안정된 공급망을 확보해야 한다.

당장 비즈니스 영업적으로는 큰 연관이 없지만 사업이 크게 성공할 기업이 있다면 재무적 투자를 통해 수익을 확보하는 방안 역시 필요하다. 이런 관점에서 삼성과 SK의 중국 내 반도체 분야 투자 활동은 중요한 의미를 지닌다.

삼성은 위에 언급한 기업 중 징천반도체(Amlogic)와 거커마이크로전자(GalaxyCore)를 비롯하여, 메모리 인터페이스(Interface) 칩 란치과기(澜起科技, Montage, 688008.SH), EDA/IP 서비스 플래폼 신웬과기(芯原科技, Verisilicon, 688521.SH), LiDar 칩 스터웨이(思特威, SmartSens, 비상장) 등에 투자했다. 결과적으로 상장을 통해 많은 재무적 수익을 부수적으로 얻었다.

SK도 위에 언급된 디핑센로보틱스(Horizon Robotics)을 비롯하여 질화갈륨(GaN) 제3세대 반도체 IDM 기업 잉눠싸이터(英诺赛科, Innoscience, 비상장)에 전략적으로 투자한 바 있다.

또한 삼성과 SK는 중국의 반도체 전문펀드에 출자자(LP)로 참여하기도 하고, 중국 현지에 반도체 전문 펀드를 설립해 중국 반도체 설계 기업에 대한 투자를 확대 하고 있다.

<필자 약력>

베이징대학 한반도연구소 연구원
중국 한국창업원 원장
SV인베스트먼트 고문
전 산업은행 베이징지점 고문
서울대 조선해양공학 학사/석사

[베이징=뉴스핌] 최헌규 특파원 chk@newspim.com

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