저자: 이형수 · 한국인
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반도체 기판(PCB/서브스트레이트) 업종은 중국 중저가 모바일 수요 회복으로 심텍 등 중저가 모바일 지향 업체가 강세. 4분기 고정거래가격(DRAM/NAND 계열)이 예상보다 빠르게 상승, 공급사의 증산 신중으로 내년 상반기까지 상승 요인 큼. DRAM은 HBM 전환으로 캐파 잠식되어 정상화 먼저. 온디바이스 AI로 낸드(스토리지) 수요 증가 기대. 엔비디아는 주도권 유지, 실적 우상향 전망, 단 주가 탄력은 완만해질 것. 패키징은 2.5D→3D로 진화, 삼성 SAINT 등 기술 진화 언급. 자체설계 AI반도체 확대는 주문형 메모리(HBM 포함) 수요 증가로 연결.
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그 모바일 혁명 시대 애플 같은 주가 흐름을 그릴 거라고 생각합니다. 엔비디아의 주도권이 약해질 수는 있지만, 누가 이를 대체하기는 쉽지 않다고 봅니다. 엔비디아의 영향력은 파워풀하다고 생각합니다.
자, 그러면 최근 반도체 주가를 보면 반도체 관련 주식들이 움직이고 있는데, 반도체 기판이 무엇인지부터 설명해 주시면 좋을 것 같습니다.
예전에 컴퓨터를 뜯어보면 녹색 판이 있잖아요. 그 위에 반도체도 올라가 있고, 수동 소자도 올라가 있죠. 맞습니다. 그런 것들이 올라가 있는 판이 PCB인데, 반도체에 쓰는 PCB도 있습니다.
서브스트레이트, 플립칩 칩스케일 패키징 같은 것들도 있고, 작년에 핫했던 플립칩 BGA(볼 그리드 어레이)도 있습니다. 이런 것들이 모두 반도체를 패키징할 때 쓰는 기판입니다. 기판에 반도체 칩, 즉 전공정에서 동그란 웨이퍼를 바둑판 모양으로 잘라 가져온 칩을 올려서 회로를 연결하고, 그 위에 에폭시 몰드 컴파운드로 새까맣게 코팅하는 것까지가 패키징 공정입니다.
국내 업체들도 이런 반도체 기판을 많이 생산하고 있습니다. 예전에는 스마트폰에 필요한 주기판이나 PC 마더보드 같은 쪽을 주로 했지만, 이 분야는 거의 중국 쪽으로 넘어갔다고 보시면 됩니다. 그래서 국내 업체들은 대부분 반도체 기판 쪽에 집중하고 있습니다.
최근 흐름을 보면, 그동안 못난이 기판 주들이 생각보다 오히려 더 많이 튀어 올랐습니다. 예를 들어 심텍 같은 업체들, 그리고 해성DS 같은 회사들이 많이 올랐습니다. 반면 그동안 좋았던 대덕전자나 삼성전기는 별로 안 좋았습니다.
그 이유는 지금 중국 모바일 시장이 많이 살아나고 있기 때문입니다. 중국 모바일 중저가 쪽에 포지션을 둔 업체들의 분위기가 좋습니다. 작년까지 굉장히 좋았던 플립칩 BGA 이슈로 올랐던 대덕전자나 삼성전기 같은 업체들은 이제 재미가 없었습니다. 지금은 서버용 기판보다 중국향 스마트폰 중저가 쪽에 포지션을 둔 업체들이 많이 올라가고 있고, 이 흐름은 내년에도 어느 정도 이어질 수 있다고 봅니다.
반도체, 특히 주식 시장에서 반도체 쪽은 한 달만 놓쳐도 변화가 큽니다. 못난이였다가 올라가고, 다시 내려가고 하는 움직임이 계속 보입니다. 그럼에도 내년 전망은 긍정적으로 봐도 될까요?
이 분야를 긍정적으로 보는 이유가 있습니다. 3분기에 우리가 계속 이야기했던 것이 있죠. 4분기에는 고정거래가격이 예상보다 훨씬 빠른 속도로 튀어오르고 있습니다. 특히 모바일 쪽이 가장 세게 오르고 있습니다.
모바일, 하스 쪽에서는 그동안 재고가 홀쭉해져 있었는데, 가격이 올라가기 시작하니 재고를 리스토킹(재고 확보)하려는 수요가 올라오고 있습니다. 그래서 그쪽 업체들이 점점 좋아지고 있습니다. 고정거래가격은 내년 상반기까지는 확실히 올라갈 요인이 큽니다. 공급업체들이 가격이 오른다고 바로 생산을 정상화하는 시기가 아니기 때문입니다.
과거에 공급 부족 얘기에 속아서 크게 당한 경험이 있으니, 이제는 시장에서 공급이 부족하다고 해도 섣불리 증산에 나서지 않을 가능성이 높습니다. 어느 정도 확인을 하고 나서야 내년 하반기부터 본격적인 증산이 이뤄질 가능성이 높습니다. 그중에서도 D램 쪽이 먼저 정상화될 것 같습니다. D램은 HBM 때문에 기존 D램 캐파가 잠식된 효과가 있습니다. 기존 D램 라인을 HBM 라인으로 전환하면 캐파가 약 40% 줄어듭니다. 그래서 구조조정이 자체적으로 진행되는 측면이 있습니다.
낸드플래시는 그동안 수요가 올라오기만을 기다리는 천수답이었습니다. 그런데 최근에는 낸드 쪽도 공급이 워낙 타이트해지고 빠른 속도로 올라오고 있습니다. 낸드 수요에서 중요한 것은 스마트폰인데, 최근 중국 스마트폰 수요가 거의 27개월 만에 월 단위로 플러스 성장을 기록하고 있습니다. 이는 화웨이 매기 효과가 큽니다. 그동안 샤오미, 오포, 비보 같은 업체들이 나눠 먹고 있었는데, 화웨이가 부활하면서 재고를 확 당기니 다른 쪽에서 불안해진 것입니다.
반도체 사이클은 정말 재밌습니다. 곧 죽을 것처럼 영원히 안 올라갈 것 같지만, 재고가 소진되고 나면 눈치를 보다가 다시 올라갑니다. 그 사이클을 만드는 사람들도 멍청하지 않으니, 그 움직임이 하나의 사이클을 만든다는 것이 정말 특이하고 재밌습니다. 올 한 해 월간 아신과 함께 이런 흐름을 많이 체크해 보셨을 것 같고, 그 현상들이 지금 나타나고 있다는 것을 말씀드린 것입니다.
낸드 얘기를 하다 보면 AI 수혜는 대부분 HBM 쪽에 초점이 맞춰져 있는데, AI가 낸드에 영향을 주는 것이 있을까요?
서버용 AI 쪽은 낸드 수혜가 그렇게 크지 않았습니다. 서버에서 낸드를 많이 쓰는 쪽은 생성형 AI 서버보다는 일반 서버들이기 때문입니다. 올해 서버 투자는 일반 서버 쪽은 거의 안 하고, 생성형 AI 쪽만 투자했습니다. 일반 서버는 인텔 CPU 두 개를 넣어 만드는데 약 7,500~1만 달러 정도 합니다. 반면 생성형 AI 서버는 엔비디아 GPU 여덟 개를 박아 만들어서, 일반 서버 대비 30배 이상 비쌉니다. 그러니 이걸 사려면 일반 서버 투자를 할 수가 없었습니다. 클라우드 업체들이 그랬습니다.
그런데 이런 것들이 조금씩 바뀌고 있습니다. 일반 서버에 투자하면 SSD라는 낸드 덩어리를 쓰게 되는데, 엔터프라이즈용 SSD 수요가 일반 서버에서 나오게 됩니다.
또 요즘 핫한 온디바이스 AI가 있습니다. 2011년 애플의 시리가 탑재되었을 때 스토리지의 약 5% 정도를 차지했습니다. 그런데 온디바이스 AI를 하려면 최소 70억~200억 개 파라미터의 프로그램이 올라가야 합니다. 그러면 스토리지의 10~15% 비중을 차지해야 합니다. 최소한 기존 256GB 정도의 스토리지가 없으면 쉽지 않을 것입니다. 그러면 256GB는 기본이 될 것이고, 모델이 점점 커질수록 나중에는 500GB 정도의 낸드가 필요하게 됩니다. 이런 쪽이 낸드 수요에 긍정적일 것입니다. 당장 수요에 미치는 영향은 크지 않지만, 시장은 항상 미래를 보니 미리 당겨서 반영할 수 있습니다. AI 쪽에서 가져온 많은 변화들이 내년에는 낸드플래시에도 긍정적인 영향을 주기를 기대합니다.
AI 얘기가 나오니 엔비디아 얘기를 안 할 수가 없습니다. 엔비디아가 엄청난 실적을 냈는데, 그 이후로 주가는 지지부진한 것 같습니다. 이제 다 반영됐고 끝난 것인지, 가야 할지, 팔아야 할지 고민하게 되는데 어떻게 보시나요?
앞서 말씀드린 대로, 모바일 혁명 시대 애플 같은 주가 흐름을 그릴 거라고 생각합니다. 엔비디아의 주도권이 약해질 수는 있어도 대체하기는 쉽지 않습니다. AMD든, 자체 설계 AI 반도체든, 엔비디아의 영향력은 굉장히 파워풀합니다. 지금처럼 완전 독점인 상태는 안 되겠지만, AI 시장에서 GPU 점유율이 90~95%인 상황에서 엔비디아의 영향력은 계속 강할 것입니다. 기존에는 초기 시장이라 빠르게 선반영이 된 것이고, 앞으로는 주가 탄력이 완만해지겠지만 실적은 계속 플러스 성장, 우상향 그림을 보일 것으로 봅니다.
3분기 실적만 봐도 데이터센터 매출이 145억 달러입니다. 예전에는 분기 실적이 80~90억 달러만 나와도 대박이었습니다. 엔비디아의 H1 주문에서 인도까지 걸리는 기간은 원래 40주였는데 지금은 최대 52주까지 늘었습니다. 대기 수요가 아직 많다는 뜻입니다. 2년에 한 번씩 모델을 출시하던 것을 이제 1년에 한 번씩 출시하고, 내년 2분기에도 H200 등 라인업이 엄청나게 많습니다. 수요가 계속 쇼티지이기 때문에 엔비디아도 빠르게 대응하고 있습니다. 내년에도 고성장세는 이어질 가능성이 높습니다. 내년 성장에 대한 기대는 이미 어느 정도 가격에 반영되어 있지만, 실적이 계속 이어지면 그에 맞게 밸류가 올라가는 흐름은 있을 것입니다. 올해처럼 1년에 두세 배씩 오르는 것은 쉽지 않습니다. 시가총액이 이미 1조 달러를 넘었기 때문입니다. 그래도 애플이 모바일 시대에 그랬던 것처럼 계속 우상향할 수 있다고 생각합니다.
애플도 당시에 주가가 한 방향으로만 올라간 것은 아닙니다. 수없이 "애플 당했다", "애플 끝났다"는 얘기가 나왔고, 신제품이 나올 때마다 "이제 더 이상 혁신은 없다"는 얘기가 신문에 나왔습니다. 주가는 굴곡을 그리며 갔습니다. 말씀하신 대로 엔비디아가 주도권을 놓치기는 쉽지 않을 것 같습니다.
패키징도 계속 부상하는 포인트가 바뀌고 있습니다. 2.5D 패키징을 넘어 이제 3D 패키징 기술이 부상하고 있다고 하는데, 이게 무슨 말인가요?
지금 2.5D는 엔비디아의 GPU 같은 프로세서와 D램, HBM을 실리콘 인터포저 위에 나란히 올리는 구조입니다. 수평으로 최대한 붙여 놓은 것입니다. 인터포저에 지하처럼 연결이 돼 있고, 위에 건물 두 개가 솟아 있는 구조라고 생각하시면 됩니다.
3D는 GPU 위에 HBM을 바로 올려버리는 구조입니다. 전자가 이동하는 신호가 지하로 연결되는 것보다 엘리베이터로 바로 연결되는 것이 더 빠를 수 있습니다. 고속 엘리베이터처럼요. 다만 문제는 발열입니다. 붙여 놓으면 위와 아래 모두 열이 엄청나게 나고, 두 반도체 간 노이즈 간섭도 생깁니다. 이 문제를 어떻게 해결하느냐가 관건입니다. 이것이 해결되면 3D로 갈 것이고, 서버 쪽은 당분간 2.5D 구조를 유지할 것 같습니다. 당장 3D가 많이 적용될 곳은 온디바이스 AI 쪽입니다. 온디바이스 AI는 결국 전성비(전력 대비 성능)를 구현해야 하고, 그러려면 전자의 이동 통로를 최대한 줄여야 합니다. 발열도 줄여야 하는데, 3D 패키징이 더 유리할 수 있습니다.
최근 삼성이 서버용 칩 HBM 시리즈 '큐브(X-Cube)'를 내놨습니다. 3D 구조가 X-Cube이고, 옆으로 넣는 2.5D 구조가 I-Cube, 여러 개를 연결하는 것이 H-Cube 등으로 이야기합니다. 이 중 세트(SAINT)라는 기술이 3D 패키징입니다. 기존 CPU, GPU 위에 캐시 메모리를 수직으로 연결해 TSV(실리콘 관통 전극)로 연결하는 것이 SAINT-S입니다. 내년에는 프로세서 위에 모바일 D램 같은 메모리를 올리는 SAINT-D가 나오고, 나중에는 AP(모바일 애플리케이션 프로세서) 위나 아래에 메모리를 배치하는 SAINT-L도 나올 예정입니다. 세 가지 기술 라인업을 공개했는데, SAINT-S는 이미 개발이 완료됐고, 내년에는 SAINT-D 개발이 완료될 것 같습니다. 이런 제품들이 온디바이스 AI에 맞춰 하드웨어 지원이 돼야 하니 패키징도 계속 발전할 수밖에 없는 상황입니다.
우리가 좋게 봤던 TSV 구멍을 뚫고 붙이고, 얼라인먼트를 하고 검사하는 장비와 공정은 계속 좋아진다고 볼 수 있습니다. 패키징이 이번에만 끝나는 것이 아니라 계속 진화해야 하는 것입니다.
전공정에서도 선폭을 계속 줄이기 힘들어지면서 BSPDN(백사이드 파워 딜리버리 네트워크) 기술이 적용되고 있습니다. 기존에는 반도체를 한 면만 썼습니다. 실리콘 웨이퍼 위쪽에 트랜지스터, 시그널, 파워 라인을 모두 올렸습니다. 그런데 파워 쪽은 아주 미세한 공정이 필요하지 않습니다. 그래서 트랜지스터와 시그널은 위에 올리고, 파워는 아래쪽 배면에 올려서 칩에 구멍을 뚫어 연결하는 것입니다. 그러면 회로가 훨씬 여유로워져 선폭 공정이 훨씬 쉬워집니다. 이것도 결국 TSV를 뚫어야 하니 패키징 영역이라고 볼 수 있습니다.
마지막 질문입니다. 자체설계 AI 반도체가 점점 늘고 있습니다. 빅테크들도 "나도 직접 만들겠다"는 움직임을 계속 보이고 있는데, 이것이 메모리 시장에는 어떤 영향을 줄까요?
결국 주문형 AI 반도체가 많아진다는 것은 주문형 메모리가 더 많이 필요해진다는 뜻이라고 봅니다. 지금은 HBM을 주로 보고 있는데, 모바일 램도 주문형이므로 AI 칩에 맞게 설계되고 생산되어야 합니다. 그런 수요가 많아질 것입니다. HBM 수요도 물론 많아질 것입니다.
MS가 이번에 개발한 자체 AI 가속기 마이아 100 칩을 보면 메모리 대역폭이 꽤 약합니다. 엔비디아 칩을 넘어서려면 대역폭을 계속 넓히는 노력이 필요합니다. 이번에는 설계할 때 그런 시간이 충분하지 않았던 것 같습니다. 그래서 메모리 대역폭을 넓혀줄 수 있는 인터페이스 IP도 중요해질 것이고, 이에 맞춰 메모리 반도체 기술도 중요해질 것입니다. 이 과정에서 2.5D나 3D 패키징이 중요한 역할을 하게 됩니다. 구조적으로 보면 이쪽으로 계속 좋아질 것이라고 생각합니다.
올 한 해 월간 아신을 통해 반도체와 관련된 여러 이야기를 잘 들었습니다. 올해 마지막 행사가 12월 16일에 있다고 하는데, 어떤 내용인지 소개해 주세요.
2024년 테크 시장을 전망하기 위한 세미나입니다. 저 혼자 하는 것이 아니라 이효석 아카데미의 이효석 대표님, 안델공학의 에러, 키포스트의 안석현 기자, 이렇게 네 명이 나옵니다. 한 시간씩 강의를 하는데, 첫 시간에는 이효석 대표님이 매크로 시황과 내년 시장 전망을 말씀해 주십니다. 두 번째 시간에는 안델공학의 에러 님이 실무를 보여 주십니다. 안석현 기자는 애플발 OLED 사이클에 대해 내년 시장을 볼 수 있는 투자 아이디어를 알려 주실 예정입니다. 저는 내년 시장과 함께 탑 5 종목을 공개할 예정입니다. 마지막 시간에는 강사님 네 분을 모시고 통합 Q&A를 진행합니다. 한 시간 강의 후 Q&A 시간이 넉넉하지 않기 때문에, 질문을 모아 두었다가 한꺼번에 물어보실 수 있고, 한 개의 질문을 두 명의 강사가 답하는 기회도 마련했습니다. 많은 분들이 참석해 주셨으면 좋겠습니다.
가격은 부가세 포함 19만 8,000원입니다. 오프라인은 거의 마감이 됐고, 온라인으로는 아직 참석이 가능합니다. 댓글 상단의 링크를 통해 신청하시면 됩니다. 저도 참여하니 관심 있는 분들은 댓글을 참고해 신청해 주시면 됩니다.
올 한 해 이효석 대표님 정말 고생 많으셨습니다. 여러 일이 있었지만 더 크게 성장하시는 밑거름이 될 거라고 믿습니다. 응원하시는 분들 많은데, 응원의 댓글도 많이 달아 주시면 좋겠습니다. 저희는 내년에도 월간 아신으로 인사드리겠습니다. 감사합니다.
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