원문 보기
2022년 2월 말, 대만 반도체 제조 회사인 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 러시아로의 수출을 중단했습니다. 최근 몇 년 동안 러시아는 자체 반도체 공급망 구축에 주력해 왔으며, 국내에서 개발된 몇몇 흥미로운 기술들은 성공을 거두었지만, 이러한 기술을 실제로 생산할 수 있는 국내 역량은 점점 더 뒤처지고 있습니다. 우리는 참으로 이상한 시대를 살고 있습니다.
이 영상에서는 점점 악화되고 있는 러시아의 국내 반도체 제조 산업에 대한 개요를 살펴보겠습니다. 하지만 먼저 아시아계 미국인 후원자(Patreon)에 대해 간단히 이야기해 보겠습니다. 이 채널의 콘텐츠가 마음에 드신다면 얼리 액세스 티어에 가입하여 후원해 주세요. 얼리 액세스 회원은 새로운 영상과 영상에 사용된 일부 자료를 일반 공개 전에 미리 볼 수 있습니다. 큰 금액은 아니며, 여러분의 후원에 진심으로 감사드립니다. 그럼 본론으로 들어가겠습니다. 러시아와 관련된 많은 문제들과 마찬가지로, 우리는 더 자세히 살펴볼 필요가 있습니다.
소련 역사를 되짚어보면 컴퓨터와 첨단 전자 기술 분야에서 소련은 오랫동안 미국과의 기술 격차가 심각했습니다. 이러한 격차는 1960년대부터 이어져 왔으며, 그 원인은 이념, 기술, 지정학적 요인에 있습니다. 이에 대해서는 추후 심층 분석 영상을 제작할 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 소련의 과학 산업 복합체는 여러 부분으로 나뉘었고, 불행히도 러시아는 96개의 진공 전자 생산 시설만 남게 되었습니다.
가장 발전된 반도체 생산 시설은 동독, 벨라루스, 우크라이나 등에 있었습니다. 붕괴 직후 러시아의 산업 정책은 국내 전자 제품 생산을 줄이고 수입에 더욱 의존하게 만들었으며, 이는 결국 문제를 악화시켰습니다. 오늘날 러시아는 여전히 집적 회로의 소비국이자 순수입국입니다. Comtrade에 따르면 2020년 대부분의 집적 회로는 말레이시아, 중국, 베트남 및 기타 아시아 국가(아마도 2014년의 대만일 것입니다)에서 생산되었습니다. 크림 사태 이후 여러 차례의 제재 위협으로 러시아 정부는 자체 칩 개발의 필요성을 절감하게 되었습니다.
이러한 수입 대체 계획은 모스크바 Spark Technologies 센터 에서 개발한 90나노미터 CPU인 Elbrus 2 SM으로 이어졌습니다. 이 칩은 러시아 최대 반도체 제조 회사인 JSC Micron Group에서 러시아 내에서 생산되었습니다. Micron 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 시점으로 거슬러 올라갑니다. 해당 공장은 1970년대와 80년대에 걸쳐 러시아 최초로 집적 회로 생산에 성공했습니다.
이 공장은 방공 시스템 및 금성 우주 프로그램과 같은 분야에 사용되는 마이크로프로세서를 생산했습니다. 러시아의 앙스트롬과 벨라루스의 인테그럴(이 두 회사에 대해서는 나중에 자세히 설명하겠습니다)은 1990년대 러시아 3대 IC 제조업체였습니다. 현재 이 공장은 주식회사로 전환되어 RFID 티켓, 유심 카드 및 기타 스마트 카드 제품을 생산하고 있습니다. RFID는 이 회사의 전문 분야로 보이며, 매년 약 3천만 장의 은행 카드, 생체 인식 여권 및 교통 카드를 생산합니다. 러시아 국내 결제 카드 시스템인 MIR에 사용되는 은행 칩과 모스크바 교통망의 교통 티켓 칩도 제조했습니다.
현재 마이크론은 약 1,500명의 직원을 고용하고 있으며 러시아에 400개 이상의 고객사를 보유하고 있습니다. 고객사에는 러시아의 주요 이동 통신사, 운송 회사, 주요 은행 및 정부 기관이 포함됩니다. 또한 일본, 중국, 독일 등 해외에 100여 개의 고객사를 두고 있으며, 환율은 달러당 약 60루블입니다. 이 회사는 2019년에 약 1억 9,500만 달러, 2020년 에 약 2억 6,000만 달러의 매출을 올렸습니다. ( 2020년 수치는 다소 부풀려진 측면이 있습니다.) 모스크바 정부 기관들의 막대한 보조금 덕분에 정확한 수익 수치는 공개되지 않았지만, 2015년에는 순손실을 기록했습니다.
마이크론의 레노그라드 공장은 100mm, 150mm, 200mm 웨이퍼를 생산하며, 200mm 웨이퍼 생산 라인은 가장 정교한 라인입니다. 마이크론은 2007년 ST-마이크로일렉트로닉스와 180 나노미터 공정 노드 관련 지적 재산권(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)의 비용이 소요되었습니다. 이 프로젝트는 국내 나노기술 진흥을 위한 정부 기금인 루스 나노(Russ Nano)의 공동 자금 지원을 받았습니다.
이 노드는 2003년에 처음으로 상용 생산에 들어갔으므로, 현재 러시아는 선도적인 기술 수준에 비해 약 9년 정도 뒤처져 있습니다. 기술 이전 및 산업 개발 정책의 핵심은 차세대 노드의 자체 개발입니다. 마이크론은 65나노미터 노드를 자체적으로 개발할 수 있다고 판단하여 2014년, 앞서 언급한 90 나노미터 기반의 엘브루스 2SM을 발표한 해에 200mm 웨이퍼 500장을 매달 생산하는 65 나노미터 노드 개발에도 성공했다고 발표했습니다. 당시 언론은 이를 러시아의 기술 독립을 입증하는 사례로 보도했지만, 이 발표는 다소 성급했던 것으로 보입니다.
마이크론의 65나노미터 노드 생산은 실제 상용화보다는 일종의 실험에 가까웠으며, 서방이나 일본에서 수입해야 하는 최첨단 리소그래피 스캐너 없이는 상업적으로 실현 가능하지 않았습니다. 마이크론 웹사이트는 자사가 65 나노미터 칩 생산 능력을 갖추고 있다고 주장하며 러시아 내 유일한 팹이라고 하지만, " 개발, 생산 인증 및 구현 중"이라는 단서를 달고 있습니다. 이는 마이크론의 65나노미터 노드 생산이 아직 준비되지 않았음을 시사합니다. 후지쓰, 도시바, TSMC는 이미 상용 65나노미터 노드 칩을 출하하기 시작했습니다. 2005년을 기준으로 보면 러시아와 첨단 기술 간의 격차가 9년에서 15년 이상으로 벌어졌다는 것을 의미합니다.
이러한 진전 부족은 상당한 고통을 초래했을 것입니다. 2016년 마이크론은 굴나라 카지아 노바를 수장으로 하는 새로운 경영진으로 교체했습니다. 새 경영진은 공장 확장에 투자하여 더 많은 종류의 칩과 LED를 생산하고 2020년 까지 300억 루블의 매출을 달성하겠다고 발표했습니다. 이는 매우 야심찬 계획이었습니다. 이 계획에는 2018년에 28나노미터 공정이 가능한 공장을 건설하는 것도 포함되어 있었지만, 최근에는 이에 대한 소식이 거의 들리지 않습니다. 결국 마이크론은 2020년 300억 루블 목표 달성에 150억 루블이 부족했습니다.
시트 로닉스는 마이크론의 자매 회사입니다. 2007년 마이크론이 ST 마이크로 일렉트로닉스로부터 180나노미터 공정 기술을 인수했을 무렵, 시트 로닉스는 65나노미터 및 45나노미터 공정 기반의 칩 제조 공장 건설을 위한 보조금을 신청했습니다. 참고로, 300mm 웨이퍼를 사용하는 이 프로젝트는 러시아 정부와 공동으로 자금을 지원받았으며, 예상 비용은 다음과 같습니다. 당시 약 23억 달러라는 금액은 시트로닉스가 2012년에 그 절반 정도의 매출을 올렸다는 점을 고려하면 엄청난 액수입니다. 칩 생산은 2009년에 시작될 예정이었지만, 프로젝트의 막대한 자본 투자 때문에 히 트로닉스가 다소 후퇴한 것으로 보입니다.
특히 현재 기술 파트너가 없는 상황을 감안하면, 그들은 프로젝트를 더 이상 진행하지 않은 것으로 생각됩니다. 회사 웹사이트에는 서버, IT 소프트웨어, 스마트 워치를 제공한다고 나와 있지만 칩은 제공하지 않습니다. 옹스트롬(Angstrom, 철자가 O2로 시작하는 것을 본 적이 있습니다)은 러시아의 주요 마이크로일렉트로닉스 기업 중 하나입니다. 마이크론과 마찬가지로 젤레노그라드에 본사를 두고 있는 옹스트롬은 1963년 정밀기술연구소로 설립되었습니다. 이 연구소는 소련 최초의 완전 국산 컴퓨터인 NTS 8010을 개발 및 생산한 것으로 유명합니다.
현재 이 파운드리는 200mm 웨이퍼에 130 나노미터와 90나노미터 공정 노드를 제공하며, 생산 능력은 약 200mm입니다. 연간 18만 개의 웨이퍼 생산량은 TSMC의 기가팩이 한 달에 같은 양을 생산하는 것과 비교하면 턱없이 부족합니다. 이러한 규모의 경제 부족이 앵 스트롬이 2018년 또는 2019년경 파산 신청을 하게 된 이유일 가능성이 높습니다. 정확한 연도는 불확실합니다. 2008년, 이 회사는 국영 개발은행인 VEB에서 거의 10억 달러를 빌려 AMD로부터 구형 110나노미터 및 130나노미터 칩 제조 장비를 구입했습니다.
2010년까지 90나노미터 스마트 카드 마이크로칩 생산을 시작하고 동시에 65 나노미터 공정으로 업그레이드할 계획이었지만, 칩 생산이 2016년에야 시작되면서 목표 달성에 완전히 실패했습니다. 게다가 65나노미터 공정은 아직 상용화되지도 않았습니다. 그 직후 앵스트롬은 러시아 군사 및 핵 산업에 관여했다는 이유로 미국 제재를 받았습니다. 이로 인해 수출 사업을 구축할 수 없었고, 여기에 막대한 부채가 겹쳐 결국 2021년 파산에 이르게 되었습니다. VEB는 NM Tech라는 자회사를 설립했고, 이 회사는 이후 Angstrom의 자산을 84억 루블에 인수했습니다.
VEB는 10년 계획을 통해 순수 파운드리 기업으로 전환하고 10나노미터 생산을 목표로 삼겠다고 밝혔습니다. 국내 산업의 첨단 기술 역량이 뒤처지면서 더욱 정교한 반도체 설계 기업들은 칩 제조를 위해 해외로 눈을 돌려야 하는 상황입니다. 이러한 기업들에 대한 자세한 설명은 이 영상의 범위를 벗어나므로 생략하겠습니다. 하지만 가장 흥미로운 두 가지 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 선정되었으며, 국내 금융 결제 카드 네트워크인 MIR 개발보다도 높은 평가를 받았습니다.
하지만 90나노미터 프로세서는 실제 사용보다는 홍보 목적이 더 컸을 가능성이 높습니다. 이 프로세서는 원래 TSMC의 기술을 활용하여 개발되었습니다. 90 나노미터 노드에서 제조된 이 칩은 3년이나 더 오래되었음에도 불구하고 마이크론 버전보다 훨씬 뛰어난 성능을 보여주는 것 같습니다. 하지만 크라이시스 같은 벤치마크 테스트를 실행해 보기 전까지는 확신할 수 없습니다. 저희 채널의 친구이자 ' Tech Potato' 유튜브 채널의 운영자인 이안 커트레스가 28나노미터 공정으로 제조된 최신 엘브루스 8CB 칩에 대해 글을 썼는데, 해당 글의 링크는 설명란에 남겨두겠습니다.
바이칼 일렉트로닉스는 최신 기술과 시놉시스 같은 EDA 도구를 활용하여 ARM 기반 칩을 개발하는 또 다른 접근 방식을 취하고 있습니다. 최신 제품인 바이콜 M 시리즈는 TSMC의 28나노미터 공정으로 제조된 8코어 시스템 온 칩입니다. RISC-V 버전도 개발 중입니다. 판매 실적은 양호한 것으로 보입니다. 2020년 11월, 바이콜은 2021년 1분기에 TSMC에 20만 개 이상의 칩을 주문할 계획이라고 발표했지만, 6월 자동차 제조업체의 칩 부족 사태로 인해 충분한 생산 능력을 확보하는 데 어려움을 겪었습니다. 2021년, 바이콜(BY-CALL)은 러시아의 국내 운영 체제인 아스트롤링크스(Astrolinx)를 개발하는 전자 대기업 바르탄 그룹(Vartan Group)에 인수되었습니다.
이 리눅스는 러시아 정부와 군대에서 널리 사용됩니다. 바이 콜은 이후 서버 시장 진출을 위해 230억 루블을 투자하고, 6나노미터 칩을 개발하여 50만 개 이상을 정부 기관에 판매하겠다는 계획을 발표했습니다. 이는 러시아의 수입 대체 정책을 충족하기 위한 것입니다. 현재 상황을 고려할 때, 러시아 반도체 제조 산업이 가까운 미래에 65나노미터 이상으로 발전할 가능성은 희박해 보입니다. 따라서 러시아의 부족한 생산 능력을 대체할 수 있는 우호적인 국가의 몇 가지 대안을 살펴보겠습니다. 앞서 이 영상에서 간략히 언급했듯이, 소련 집적 회로 생산의 상당 부분이 벨라루스에 있었고, 벨라루스는 현재 러시아와 매우 가깝습니다.
인테그럴( Integral)은 1962년에 설립된 소련 3대 반도체 제조업체 중 하나로, 다양한 전자 제품을 생산하는 통합 설계 제조업체입니다. 2017년 판매 문서에 따르면 인테그럴의 가장 정교한 노드는 350나노미터입니다. 이 공정은 1993년에 처음 시장에 출시되어 닌텐도 64에 사용되었습니다. TSMC의 28나노미터 공정을 대체할 만한 현실적인 대안은 아닙니다. 반면 중국의 반도체 파운드리 업체들은 TSMC를 대체할 만한 유력한 후보로 거론되고 있습니다. 상하이에 본사를 둔 SMIC의 가장 앞선 공정은 14나노미터 공정으로, 수율이 매우 우수하다는 소문이 있습니다.
비록 전체 사업에서 큰 비중을 차지하는 것은 아니지만, SMIC는 최근 2021년에 매우 좋은 실적을 거두었고, 새로운 공장에 90억 달러를 투자하고 있습니다. 현재 러시아와 중국의 우호적인 관계를 고려할 때 SMIC는 매우 매력적인 선택지가 될 수도 있고, 아닐 수도 있습니다. SMIC는 네덜란드와 일본에서 반도체 제조 장비를 수입하는 데 크게 의존하고 있습니다. 현실적으로 단기 및 중기적으로 이번 생산 중단은 큰 영향을 미치지 않을 것입니다. 러시아는 대량의 원자재 비축량을 보유하고 있으며, 비상 계획도 수립되어 있습니다. 또한 무기 제조에 7나노미터 칩이 필요한 것도 아닙니다.
하지만 이번 생산 중단은 러시아의 남은 산업들을 경쟁국들에 비해 더욱 뒤처지게 만들 것입니다. 러시아의 주요 산업들은 디지털화와 현대화 측면에서 서방 국가들에 비해 만성적으로 뒤처져 있습니다. 러시아는 직원 1만 명당 산업용 로봇 보유 대수가 세계 평균보다 23배나 적습니다. 산업 현장에서 컴퓨터 수치 제어(CNC) 기계의 비중은 10%에 불과하고, 설치된 센서에서 생성되는 데이터의 1%만 활용되고 있습니다. 이러한 제재는 러시아 기업과 그 기업들이 고용한 일반 직원들이 발전하기 더욱 어렵게 만듭니다. 소련 공산당 정권 말기에 서방과의 기술 격차를 좁히지 못한 것은 소련의 역량에 대한 신뢰 상실로 이어졌습니다.
물론 시대마다 상황은 다르겠지만, 어쩌면 모든 상황이 다 그런 것은 아닐지도 모릅니다. 자, 여러분, 오늘은 여기까지입니다. 시청해 주셔서 감사합니다. 채널 구독과 뉴스레터 신청 부탁드리고, 다음 시간에 뵙겠습니다.
Comments 0