저자: 미상 · 외국인
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2022년 TSMC의 대러 수출 중단 이후 러시아 반도체 산업의 역사와 현황을 개관한 영상. 소련 시기부터 기술 격차가 컸고, Mikron은 90nm 라인을 가동했으나 65nm는 실험 수준이며 후발 주자로 9~15년 뒤처져 있다고 분석. Angstrom은 파산, Baikal·Elbrus는 TSMC 기술 기반이라는 점을 짚음. 생산 중단은 단기·중기 영향은 제한적이나 산업 전반의 낙후를 심화시킨다는 결론.
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2022년 2월 말, 대만 반도체 제조사 TSMC는 새로운 제재 조치에 따라 러시아로의 제품 수출을 중단한다고 발표했습니다. TSMC의 수출 중단으로 Baikal, MCST, Yadro, STC Module과 같은 유수의 기업들의 제품 수출이 중단되었고, Intel과 AMD 또한 러시아 수출을 중단했습니다. 최근 몇 년 동안 러시아는 자체 반도체 공급망 구축에 주력해 왔습니다. 국내에서 개발된 몇몇 흥미로운 기술은 성공을 거두었지만, 이를 실제로 생산할 국내 역량은 점점 뒤처지고 있습니다. 우리는 참으로 이상한 시대를 살고 있습니다.
이 영상에서는 점점 악화되고 있는 러시아의 국내 반도체 제조 산업을 개괄적으로 살펴보겠습니다. 먼저 이 채널의 후원(Patreon) 얘기를 짧게 드리겠습니다. 이 채널의 콘텐츠가 마음에 드신다면 얼리 액세스 티어에 가입해 후원해 주세요. 얼리 액세스 회원은 새 영상과 영상에 쓰인 일부 자료를 일반 공개 전에 미리 볼 수 있습니다. 큰 금액은 아니며, 여러분의 후원에 진심으로 감사드립니다. 그럼 본론으로 들어가겠습니다. 러시아와 관련된 많은 문제가 그렇듯, 이 문제도 더 자세히 살펴볼 필요가 있습니다.
소련 역사를 되짚어보면, 컴퓨터와 첨단 전자 기술 분야에서 소련은 오랫동안 미국과의 격차가 심각했습니다. 이 격차는 1960년대부터 이어졌으며, 원인은 이념, 기술, 지정학적 요인에 있습니다. 이에 대해서는 추후 심층 분석 영상을 만들 예정입니다. 1991년 소련 붕괴 당시 소련은 고성능 집적 회로 부족에 시달리고 있었습니다. 당시 소련 내 모든 컴퓨터의 연산 능력을 합쳐도 미국의 슈퍼컴퓨터 한 대에 두 세대나 못 미쳤습니다. 소련 붕괴로 과학 산업 복합체는 여러 부분으로 나뉘었고, 불행히도 러시아에는 96개의 진공 전자 생산 시설만 남았습니다.
가장 발전된 반도체 생산 시설은 동독, 벨라루스, 우크라이나 등에 있었습니다. 붕괴 직후 러시아의 산업 정책은 국내 전자 제품 생산을 줄이고 수입 의존도를 높였으며, 이는 결국 문제를 악화시켰습니다. 오늘날 러시아는 여전히 집적 회로의 소비국이자 순수입국입니다. Comtrade에 따르면 2020년 대부분의 집적 회로는 말레이시아, 중국, 베트남 및 기타 아시아 국가(2014년에는 아마 대만이었을 것입니다)에서 생산되었습니다. 크림 사태 이후 여러 차례 제재 위협이 이어지면서, 러시아 정부는 자체 칩 개발의 필요성을 절감하게 되었습니다.
이러한 수입 대체 계획은 모스크바 Spark Technologies 센터가 개발한 90나노미터 CPU Elbrus 2SM으로 이어졌습니다. 이 칩은 러시아 최대 반도체 제조사인 JSC Mikron Group에서 국내 생산됩니다. Mikron Group은 러시아 수출 기술 하드웨어 제품의 54%를 차지하는 통합 설계 제조업체로, 매년 약 5억 개의 칩을 생산합니다. 회사의 역사는 1964년 분자 전자 연구소로 설립된 시점까지 거슬러 올라갑니다. 이 공장은 1970~80년대에 러시아 최초로 집적 회로 생산에 성공했고, 방공 시스템과 금성 우주 프로그램 등에 쓰이는 마이크로프로세서를 만들었습니다. 러시아의 Angstrem과 벨라루스의 Integral(이 두 회사는 뒤에서 자세히 다루겠습니다)은 1990년대 러시아 3대 IC 제조사였습니다.
현재 이 공장은 주식회사로 전환되어 RFID 티켓, 유심 카드 등 스마트 카드 제품을 생산하고 있습니다. RFID가 이 회사의 전문 분야로 보이며, 매년 약 3천만 장의 은행 카드, 생체 인식 여권, 교통 카드를 생산합니다. 러시아 국내 결제 카드 시스템 MIR에 쓰이는 은행 칩과 모스크바 교통망의 교통 티켓 칩도 제조했습니다.
현재 Mikron은 약 1,500명의 직원을 고용하고 있으며 러시아에 400개 이상의 고객사를 두고 있습니다. 고객사에는 주요 이동통신사, 운송 회사, 대형 은행, 정부 기관이 포함됩니다. 또한 일본, 중국, 독일 등 해외에도 100여 개의 고객사가 있습니다. 이 회사는 2019년에 약 1억 9,500만 달러, 2020년에 약 2억 6,000만 달러의 매출을 올렸습니다(2020년 수치는 다소 부풀려진 측면이 있습니다). 모스크바 정부 기관들의 막대한 보조금 덕분에 정확한 수익은 공개되지 않았지만, 2015년에는 순손실을 기록했습니다.
Mikron의 레노그라드 공장은 100mm, 150mm, 200mm 웨이퍼를 생산하며, 200mm 라인이 가장 정교한 라인입니다. Mikron은 2007년 ST-Microelectronics와 180나노미터 공정 노드의 지적재산권(IP) 이전 계약을 체결했고, 2010년에는 이 계약이 90나노미터 노드까지 확대되었습니다. 90나노미터 생산 라인은 2012년에 가동을 시작했으며, 당시 165억 루블(2017년 환율 기준 약 5억 9천만 달러)이 들었습니다. 이 프로젝트는 국내 나노기술 진흥을 위한 정부 기금 Rusnano의 공동 자금 지원을 받았습니다.
이 노드는 2003년에 처음 상용 생산에 들어갔으므로, 현재 러시아는 선도 기술 수준에 비해 약 9년 뒤처져 있습니다. 기술 이전과 산업 개발 정책의 핵심은 차세대 노드의 자체 개발입니다. Mikron은 65나노미터 노드도 자체 개발할 수 있다고 판단했고, 2014년 앞서 언급한 90나노미터 기반의 Elbrus 2SM을 발표한 해에 200mm 웨이퍼를 월 500장 생산하는 65나노미터 노드 개발에도 성공했다고 발표했습니다. 당시 언론은 이를 러시아의 기술 독립을 입증하는 사례로 보도했지만, 이 발표는 다소 성급했던 것으로 보입니다.
Mikron의 65나노미터 생산은 상용화라기보다 일종의 실험에 가까웠습니다. 서방이나 일본에서 수입해야 하는 최첨단 리소그래피 스캐너 없이는 상업적으로 실현하기 어려웠습니다. Mikron 웹사이트는 자사가 65나노미터 칩 생산 능력을 갖추고 있으며 러시아 내 유일한 팹이라고 주장하지만, "개발, 생산 인증 및 구현 중"이라는 단서를 달아 두었습니다. 이는 65나노미터 생산이 아직 준비되지 않았음을 시사합니다. 후지쓰, 도시바, TSMC는 이미 상용 65나노미터 칩을 출하하기 시작했습니다. 즉, 선도 기술과의 격차는 9년에서 15년 이상으로 벌어졌다는 뜻입니다.
이러한 진전 부족은 상당한 고통을 초래했을 것입니다. 2016년 Mikron은 굴나라 카지아노바를 수장으로 하는 새 경영진으로 교체되었습니다. 새 경영진은 공장을 확장해 더 많은 종류의 칩과 LED를 생산하고, 2020년까지 300억 루블의 매출을 달성하겠다고 발표했습니다. 매우 야심찬 계획이었습니다. 여기에는 2018년 28나노미터 공정이 가능한 공장을 짓는 계획도 포함되어 있었지만, 최근에는 이에 대한 소식이 거의 들리지 않습니다. 결국 Mikron은 2020년 300억 루블 목표에 150억 루블이 부족했습니다.
Sitronics는 Mikron의 자매 회사입니다. 2007년 Mikron이 ST-Microelectronics로부터 180나노미터 공정 기술을 인수했을 무렵, Sitronics는 65나노미터 및 45나노미터 공정 기반 칩 공장 건설을 위한 보조금을 신청했습니다. 300mm 웨이퍼를 사용하는 이 프로젝트는 러시아 정부와 공동으로 자금을 지원받았으며, 예상 비용은 약 23억 달러였습니다. 이는 Sitronics가 2012년에 올린 매출의 두 배에 가까운 엄청난 액수입니다. 칩 생산은 2009년에 시작될 예정이었지만, 막대한 자본 투자 부담 때문에 Sitronics는 프로젝트에서 후퇴한 것으로 보입니다.
특히 현재 기술 파트너가 없는 상황을 고려하면, 프로젝트는 더 이상 진행되지 않은 것으로 생각됩니다. 회사 웹사이트에는 서버, IT 소프트웨어, 스마트 워치를 제공한다고 나와 있지만 칩은 제공하지 않습니다.
Angstrem(철자가 Angstrom으로 쓰인 것을 본 적도 있습니다)은 러시아의 주요 마이크로일렉트로닉스 기업 중 하나입니다. Mikron과 마찬가지로 젤레노그라드에 본사를 둔 Angstrem은 1963년 정밀기술연구소로 설립되었습니다. 이 연구소는 소련 최초의 완전 국산 컴퓨터인 NTS 8010을 개발·생산한 것으로 유명합니다.
현재 이 파운드리는 200mm 웨이퍼에 130나노미터와 90나노미터 공정 노드를 제공하며, 생산 능력은 연간 약 18만 장의 웨이퍼 수준입니다. 이는 TSMC 기가팹이 한 달에 생산하는 양과 비교하면 턱없이 부족합니다. 이러한 규모의 경제 부족이 Angstrem이 2018년 또는 2019년경 파산 신청을 하게 된 이유일 가능성이 높습니다(정확한 연도는 불확실합니다). 2008년 이 회사는 국영 개발은행 VEB에서 거의 10억 달러를 빌려 AMD로부터 구형 110나노미터 및 130나노미터 칩 제조 장비를 사들였습니다.
2010년까지 90나노미터 스마트 카드 마이크로칩 생산을 시작하고 65나노미터 공정으로 업그레이드할 계획이었지만, 칩 생산은 2016년에야 시작되어 목표 달성에 완전히 실패했습니다. 65나노미터 공정은 아직 상용화되지도 않았습니다. 그 직후 Angstrem은 러시아 군사 및 핵 산업에 관여했다는 이유로 미국 제재를 받았습니다. 이로 인해 수출 사업을 구축할 수 없었고, 막대한 부채까지 겹쳐 결국 2021년 파산에 이르렀습니다. VEB는 자회사 NM Tech를 설립했고, 이 회사가 이후 Angstrem의 자산을 84억 루블에 인수했습니다. VEB는 10년 계획으로 순수 파운드리 기업으로 전환해 10나노미터 생산을 목표로 삼겠다고 밝혔습니다.
국내 산업의 첨단 기술 역량이 뒤처지면서, 더 정교한 반도체 설계 기업들은 칩 제조를 위해 해외로 눈을 돌려야 하는 상황입니다. 이러한 기업에 대한 자세한 설명은 이 영상의 범위를 벗어나므로 생략하겠습니다. 다만 가장 흥미로운 두 사례는 모스크바 Spark Technologies의 Elbrus 마이크로프로세서와 Call Electronics의 Baikal CPU입니다.
Elbrus 2SM은 최초의 완전 러시아산 마이크로프로세서로, 2014년 개발 당시 현지 언론에서 그해 최고의 기술적 성과로 선정되었습니다. 국내 금융 결제 카드 네트워크 MIR 개발보다도 높은 평가를 받았습니다. 하지만 90나노미터 프로세서는 실제 사용보다 홍보 목적이 더 컸을 가능성이 높습니다. 이 프로세서는 원래 TSMC 기술을 활용해 개발되었습니다. 90나노미터 노드에서 제조된 이 칩은 3년이나 더 오래되었음에도 Mikron 버전보다 훨씬 뛰어난 성능을 보여주는 것 같습니다. 다만 Crysis 같은 벤치마크를 돌려보기 전까지는 확신할 수 없습니다. 저희 채널의 친구이자 'Tech Potato' 유튜브 채널 운영자인 이안 커트레스가 28나노미터 공정으로 제조된 최신 Elbrus 8CB 칩에 대해 글을 썼는데, 링크는 설명란에 남겨두겠습니다.
Baikal Electronics는 ARM 기반 칩을 최신 기술과 Synopsys 같은 EDA 도구를 활용해 개발하는 또 다른 접근 방식을 취하고 있습니다. 최신 제품인 Baikal-M 시리즈는 TSMC 28나노미터 공정으로 제조된 8코어 시스템온칩입니다. RISC-V 버전도 개발 중입니다. 판매 실적도 양호해 보입니다. 2020년 11월 Baikal은 2021년 1분기에 TSMC에 20만 개 이상의 칩을 주문할 계획이라고 발표했지만, 6월에 자동차 제조사들의 칩 부족 사태로 충분한 생산 능력을 확보하는 데 어려움을 겪었습니다. 2021년 Baikal은 러시아 국내 운영체제 Astra Linux를 개발하는 전자 대기업 Vartan Group에 인수되었습니다. 이 리눅스는 러시아 정부와 군에서 널리 쓰입니다. Baikal은 이후 서버 시장 진출을 위해 230억 루블을 투자하고 6나노미터 칩을 개발해, 정부 기관에 50만 개 이상을 판매하겠다는 계획을 발표했습니다. 러시아의 수입 대체 정책을 충족하기 위한 것입니다.
현재 상황을 고려하면, 러시아 반도체 제조 산업이 가까운 미래에 65나노미터 이상으로 발전할 가능성은 희박해 보입니다. 따라서 러시아의 부족한 생산 능력을 대체할 우호국의 몇 가지 대안을 살펴보겠습니다. 소련 집적 회로 생산의 상당 부분이 벨라루스에 있었고, 벨라루스는 현재 러시아와 매우 가깝습니다.
Integral은 1962년에 설립된 소련 3대 반도체 제조사 중 하나로, 다양한 전자 제품을 생산하는 통합 설계 제조업체입니다. 2017년 판매 문서에 따르면 Integral의 가장 정교한 노드는 350나노미터입니다. 이 공정은 1993년 처음 시장에 나와 닌텐도 64에 쓰였습니다. TSMC의 28나노미터 공정을 대체할 현실적인 대안은 아닙니다.
반면 중국의 반도체 파운드리 업체들은 TSMC를 대체할 유력한 후보로 거론됩니다. 상하이에 본사를 둔 SMIC의 가장 앞선 공정은 14나노미터이며, 수율이 매우 우수하다는 소문이 있습니다. 전체 사업에서 큰 비중을 차지하지는 않지만, SMIC는 2021년에 매우 좋은 실적을 거두었고 새 공장에 90억 달러를 투자하고 있습니다. 현재 러시아와 중국의 우호적인 관계를 고려하면 SMIC는 매우 매력적인 선택지일 수도, 아닐 수도 있습니다. SMIC는 네덜란드와 일본에서 반도체 제조 장비를 수입하는 데 크게 의존하기 때문입니다.
현실적으로 단기 및 중기적으로 이번 생산 중단이 큰 영향을 미치지는 않을 것입니다. 러시아는 대량의 원자재 비축량을 보유하고 있고 비상 계획도 세워져 있습니다. 무기 제조에 7나노미터 칩이 꼭 필요한 것도 아닙니다. 하지만 이번 생산 중단으로 러시아의 남은 산업들은 경쟁국에 비해 더욱 뒤처지게 될 것입니다. 러시아의 주요 산업은 디지털화와 현대화 측면에서 서방 국가에 비해 만성적으로 뒤처져 있습니다. 러시아는 직원 1만 명당 산업용 로봇 보유 대수가 세계 평균보다 23배나 적습니다. 산업 현장에서 컴퓨터 수치제어(CNC) 기계의 비중은 10%에 불과하고, 설치된 센서가 생성하는 데이터의 1%만 활용되고 있습니다. 이러한 제재는 러시아 기업과 그곳에서 일하는 평범한 직원들이 발전하기 더욱 어렵게 만듭니다. 소련 말기에 서방과의 기술 격차를 좁히지 못한 것은 체제의 역량에 대한 신뢰 상실로 이어졌습니다.
시대마다 상황은 다르겠지만, 어쩌면 모든 상황이 다 그런 것은 아닐지도 모릅니다. 여기까지입니다. 시청해 주셔서 감사합니다. 채널 구독과 뉴스레터 신청 부탁드리며, 다음 시간에 뵙겠습니다.
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