"이것 터지면 주가 급등할 수 있습니다" TSMC, 애플 따라 잡기 위한 삼성전자의 4가지 큰 그림

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삼성전자는 국내 1위지만 글로벌에선 TSMC·애플에 밀려 밸류에이션이 낮다(삼성 10~15배, TSMC 20배대, 애플 30배 이상). 이를 극복할 게임체인저로 PLP 패키징, 2차원 신소재(그래핀), 퀀텀닷 디스플레이, 홀로그램 기술을 제시하며, 이 기술들이 완성되면 주가 급등 가능성이 있다고 주장.

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※ AI가 다듬은 글(오탈자·군말 정리)

01. 국민 주식으로 불리는 삼성전자는 국내에서 20년째 시가총액 1위를 지키고 있습니다. 주력 사업은 반도체와 모바일 기기입니다. 그런데 글로벌 무대로 나가면 이 1위 자리가 흔들립니다. 반도체에서는 TSMC에, 모바일 기기에서는 애플에 밀리기 때문입니다.

02. 2등이라는 핸디캡은 밸류에이션에서 분명하게 드러납니다. 삼성전자는 주가수익비율(PER) 기준으로 10배에서 15배 정도에 거래됩니다. 반면 TSMC는 20배대, 애플은 30배 이상에 거래됩니다. 시장은 삼성전자가 정말 획기적인 기술이나 제품을 내놓지 않으면 1위를 차지하기 힘들다고 판단하고 있습니다.

03. 하지만 가만히 있을 삼성전자가 아닙니다. 오늘은 삼성전자가 TSMC와 애플을 따라잡기 위해 도전하는 분야가 무엇인지, 삼성전자 주주라면 꼭 알아야 할 큰 그림을 살펴보겠습니다. 첫 번째는 패키지 기술입니다.

04. 패키지는 말 그대로 포장한다는 뜻입니다. 반도체는 미세화가 핵심이고, 회로를 얼마나 섬세하게 새기느냐에 따라 경쟁력이 결정됩니다. 그런데 미세화 기술이 발전하면서 이제 한계에 도달했고, 더 미세하게 회로를 새기는 데는 천문학적인 비용이 듭니다. 그래서 자연스럽게 패키지를 얼마나 효율적으로 하느냐에 관심이 쏠리고 있습니다.

05. 패키지를 하는 이유는 크게 두 가지입니다. 첫째, 반도체 칩을 외부의 물리적 환경으로부터 보호하기 위해서입니다. 둘째, 반도체를 IT 기기에 부착하기 위해 메인 보드와 반도체 칩의 전기적 특성을 연결해야 하기 때문입니다.

06. TSMC는 WLP(웨이퍼 레벨 패키징)가 주력입니다. 웨이퍼에서 잘라낸 칩을 웨이퍼 모양의 원형 틀에 넣고 패키징합니다.

07. 삼성전자는 PLP(패널 레벨 패키징)가 주력입니다. 웨이퍼에서 잘라낸 칩을 PCB 판 형태의 사각 패널에서 패키징하는 방식으로, 삼성전기가 세계 최초로 양산에 성공했습니다.

08. 두 기술을 면적 활용 측면에서 비교하면, WLP는 네모난 반도체 칩을 동그란 원형 판에서 패키징하기 때문에 면적 활용도가 떨어집니다. 반면 PLP는 사각형 PCB 패널에 패키징하므로 면적 활용 효율이 매우 높습니다. 이론적으로는 PLP가 WLP보다 생산성이 높고, 두께가 얇으며, 원가도 절감할 수 있습니다.

09. 다만 단점도 있습니다. PLP는 열에 약하고 수율이 잘 나오지 않습니다. 많은 전문가가 삼성전자의 PLP를 부정적으로 보는 이유입니다. 그럼에도 삼성전자가 이 기술을 계속 고집하는 이유는, 완성도가 높아지면 게임 체인저가 될 수 있기 때문입니다.

10. 2등이 1등을 따라잡으려면 1등과 비슷하거나 조금 잘하는 정도로는 어렵습니다. TSMC가 구축해 놓은 고객 생태계가 워낙 견고하기 때문입니다. 따라서 삼성전자가 TSMC를 따라잡으려면 게임 체인저가 될 수 있는 기술을 개발해야 합니다. PLP의 완성도가 높아져 고객사들이 몰린다는 뉴스가 나온다면 주의 깊게 지켜볼 필요가 있습니다.

11. 1차원은 선, 2차원은 면을 뜻합니다. 1차원 소재는 선형 소재이고, 2차원 소재는 얇은 막 같은 면 형태의 소재입니다. 예를 들어 그래핀을 둘둘 말아 선 형태로 만들면 탄소나노튜브, 1차원 소재가 됩니다. 그대로 사용하면 2차원 소재가 됩니다. 같은 물질이라도 어떤 차원으로 활용하느냐에 따라 성질이 완전히 달라집니다.

12. 2차원 소재는 금속, 반도체, 절연체 등 원하는 소재를 만들 수 있다는 장점이 있습니다. 삼성전자 종합기술원은 UNIST와 함께 2010년 6월, 피정질 박막 형태의 2차원 소재를 개발했고, 이 소재는 유전율을 30% 이상 낮춰 주는 효과가 있습니다. 유전율은 물질이 전기를 얼마나 저장하는지를 나타내는 값으로, 일반적으로 낮을수록 좋습니다.

13. 같은 해 7월에는 삼성전자 종합기술원이 IBS와 함께 그래핀의 대면적 합성 결과를 발표했습니다. 그래핀은 증시에서 가끔 테마주로 급등하기도 하는 '꿈의 소재'입니다. 구리보다 약 100배 전기가 잘 통하고, 실리콘보다 약 100배 빠르게 전자가 이동하며, 강철보다 약 200배 강합니다. 탄성도 뛰어나 구부려도 전기적 성질을 잃지 않습니다. 다만 아직 너무 비싸고 대량 생산이 힘들다는 단점이 있습니다.

14. 그래핀 상용화의 첫 단추를 삼성전자가 끼웠다는 의미가 큽니다. 지금은 실리콘 웨이퍼로 반도체를 만들지만, 그래핀으로 반도체를 만드는 시대가 온다면 삼성전자가 독보적인 지위에 오를 수도 있습니다.

15. 퀀텀닷은 아주 작은 반도체 입자로, 전기가 흐르면 입자의 크기에 따라 다양한 색을 냅니다. 퀀텀닷 소재를 이해하려면 삼성과 LG의 디스플레이 전쟁을 짚어야 합니다.

16. TV는 크게 LCD와 OLED로 나눌 수 있습니다. 요즘 LCD TV를 쓴다는 사람은 드물고 대부분 LED TV를 씁니다. 그런데 이 LED TV는 사실 LCD TV의 한 종류입니다. LCD 뒤에서 빛을 비춰주는 백라이트 광원을 LED로 썼다고 해서 LED TV라고 부르는 것입니다.

17. 반면 OLED는 광원이 필요 없습니다. 유기물에 전기가 흐르면 스스로 빛을 내는데, 이것이 OLED TV입니다. OLED를 최초로 상용화해 시장을 선점한 것은 삼성전자이며, 스마트폰용 디스플레이로 시작했습니다. LG전자는 후발주자였지만, 대면적 OLED에서는 화이트 OLED라는 기술로 성공했습니다. 삼성전자는 대면적 OLED TV에서 한때 어려움을 겪었습니다.

18. 그렇다면 삼성전자가 준비하는 차세대 디스플레이 기술은 무엇일까요? 바로 퀀텀닷 LED, QD-LED입니다. OLED는 유기 소재를 쓰는데, 유기 소재는 가볍고 유연하며 투명하고 제조 공정이 단순하다는 장점이 있습니다. 하지만 습기와 열 같은 외부 환경에 취약합니다. 퀀텀닷은 무기물과 유기물의 장점을 결합한 신소재라고 볼 수 있습니다.

19. 최근 출시된 삼성전자의 QLED는 정확히 말하면 퀀텀닷 컬러 필터를 쓴 LCD TV입니다. LCD에는 원래 컬러 필터가 들어가는데, QLED는 이 컬러 필터에 퀀텀닷 소재를 적용한 것입니다. 반면 삼성이 궁극적으로 추구하는 QD-LED는 구조가 다릅니다. 기판 위에 디스플레이를 구동하는 박막 트랜지스터가 있고, 그 위에 퀀텀닷 소재를 입혀 전기가 흐르면 퀀텀닷이 스스로 빛을 내는 구조입니다. QD-LED는 훨씬 얇고 들어가는 모듈 부품도 적습니다.

20. 삼성전자가 QD-LED 구조를 완성하면 필름형 디스플레이도 만들 수 있습니다. 옷이나 어디에든 붙일 수 있고 자유자재로 구부릴 수 있는 디스플레이가 가능해지면 웨어러블 기기 시장이 급성장할 수 있습니다. 이 경우 삼성전자가 게임 체인저가 될 수 있다고 볼 수 있습니다.

21. 마지막은 홀로그램 기술입니다. 흔히 공연이나 박물관에서 보는 홀로그램은 사실 진짜 홀로그램이 아닙니다. 바닥에서 영상을 쏘고 거울에 반사시켜 입체감을 주는 정도입니다. 진짜 홀로그램은 빛의 간섭을 이용해 공중에 실제 입체 영상을 맺히게 하는 기술입니다.

22. 이를 구현하려면 빛을 어느 지점에서 멈추게 할지, 그 빛을 어떻게 조합해 완벽한 하나의 형상을 만들지를 해결해야 합니다. 기술적으로는 디스플레이에서 홀로그램을 구현할 때 시야각과 디스플레이 면적이 반비례하는 문제를 풀어야 합니다. 2010년 11월 삼성전자 종합기술원은 이 시야각 문제를 해결한 연구 결과를 자연과학 분야 학술지인 네이처 커뮤니케이션즈에 발표했습니다. 실제로 삼성디스플레이의 홀로그램 영상 구현에도 성공했습니다.

23. 홀로그램이 상용화된다면 영화 속에서나 보던 장면들이 현실이 됩니다. 최근 트렌드인 메타버스, 가상현실, 증강현실의 끝판왕이 바로 홀로그램입니다. 삼성이 이 기술을 최초로 선보이고, 이 홀로그램 디스플레이가 스마트폰에 탑재된다면 정말 게임 체인저가 될 가능성이 있습니다.

24. 지금까지 말씀드린 내용은 '반도체 NX 시나리오'라는 책에서 발췌한 것입니다. 이 책은 구독자 55만 명을 보유한 공학 전문 유튜버 소수몽키의 책입니다. 저자는 한국생산기술연구원에서 반도체 패키지를 연구하는 전문가입니다. 저는 삼성전자를 중심으로 소개했지만, 책은 미래 반도체 시장이 어디까지 확장될지도 다루고 있습니다.

25. 일반 투자자에게 익숙한 전장 시장, 메타버스 같은 분야부터, 아직 잘 알려지지 않은 개발 중인 첨단 IT 기술까지 폭넓게 다룹니다. 예를 들어 에너지 하베스팅 기술은 사물이나 공기에서 에너지를 추출하는 기술입니다. 이 기술이 상용화되면 기존 배터리 충전이 필요 없어질 수도 있습니다. 또 신체와 반도체를 연결하는 기술, 사람의 뇌파를 읽는 기술 등도 다양하게 소개됩니다.

26. 증시에서는 메타버스 관련주가 어느 순간 혜성처럼 등장해 관련 종목을 2배에서 10배까지 급등시키기도 했습니다. 이 책처럼 미래의 삶을 바꿀 기술을 미리 살펴보고 관련 기업을 찾아 둔다면, 미래의 기회를 잡을 수 있으리라 생각합니다.

27. 이상으로 영상을 마치겠습니다. 주말 잘 보내시고, 감사합니다.