현재의 승자라고 해서 안심할 수 없고, 미래에도 선두 기업이 되기 위해서는 끊임없이 혁신해야 하는 21세기. 이 시대를 지배할 반도체 제국은 누가 될 것인가. 《반도체 제국의 미래》는 삼성전자, 인텔 같은 세계적 반도체 기업들이 변화와 혁신의 세월을 겪으면서 습득하고 실행에 옮긴 승자의 법칙을 알아봄으로써 21세기에도 유효한 전략을 모색한다.

또한 4차산업혁명 시대를 맞아 팹리스, 파운드리 분야에서 신흥 강자로 부상한 기업들의 현재 상황과 직면한 과제를 통해 이들에게 어떤 돌파구가 있는지 알아보는 한편, 무서운 속도로 우리를 추격하는 중국 반도체 산업의 잠재력과 현주소를 소개한다. 변화를 읽고 혁신을 선도한 반도체 승자들의 전략은 무엇이 달랐을까. 한국 반도체 기업들의 미래 사업은 어떠해야 할까. 지금 승자가 되기 위한 답을 찾을 때다.

추천사. 반도체 무한 경쟁 시대, 알아야 이긴다
저자의 말. 21세기 반도체 산업 승자의 법칙을 배운다

서장. 반도체를 만든다는 것 - 제조 공정 이해하기

Part 1. 반도체 제국의 탄생


1장. 삼성전자 : 무모한 도전으로 시작해 챔피언이 되다
누구든 도전할 수 있는 메모리 분야
단순함이 만들어낸 살벌한 비즈니스 규칙
첨단기술을 재정의한 D램 시장의 승리자
세상을 바꾼 저품질 메모리, 낸드

2장. 착한 독재자 인텔 : CPU의 강자로 군림하다
우리가 CPU를 구입하는 진짜 이유
변수가 너무 많은 과거의 프로그래밍
IBM, 인텔, 마이크로소프트의 천하통일
호환성과 성능 모두를 만족시킨 ‘착한 독재자’ 인텔
인텔조차 거스를 수 없는 소프트웨어 생태계
AMD의 도박, 인텔과의 결전

3장. 팹리스와 파운드리 : 거대한 IDM 틈의 생존자
종합 반도체 회사 IDM의 딜레마
덜 중요한 반도체들의 사정
기회를 잡은 팹리스와 파운드리

Part 2. 4차 산업혁명 시대, 새로운 승자의 법칙들

4장. 영원한 것은 없다 : 승자 기업들의 도전과 과제
공짜 점심이 사라지다 : 설계 제조의 난이도 증가
휴대기기의 상식이 뒤바뀌다 : 모바일 혁명
데이터 날아오르다 : 인공지능, 가상화
거대 고객사 등장하다 : 검색엔진과 스마트폰

5장. 챔피언과 도전자 : 신흥 강자들의 등장과 변화하는 양상
인텔 : 한 번의 실수, 하지만 멈추지 않는 도전
ARM : 모바일 시대 인텔의 빈틈을 파고든 유연성
엔비디아 : 변두리에서 컴퓨팅의 중심으로 진출한 다크호스
TSMC : 제조 분업화의 최대 수혜자
구글 : 사용 시나리오를 지배하는 거대 반도체 수요자
삼성전자 : 최대의 수요자이자 공급자

6장. 기술 패권의 욕망 : 중국 반도체 굴기는 성공할 수 있을까
반도체 굴기의 현실과 가능성
만들 수 있을까 : 메모리 제조의 어려움
팔 수 있을까 : 메모리 시장 진입의 어려움
가능성이 보이는가 : 설계와 파운드리

종장. 승자의 법칙은 변화하고 있다
기술적 이해와 IT 산업 전반의 이해
과거가 주는 교훈 : 승자는 혼자가 아니다
변화하는 세상 : 독과점 그리고 다원화

글을 마치며. 현재를 통해 미래를 예측한다

부록. 반도체 공정과 한국의 관련 기업들
용어 설명
참고문헌

“변화를 읽고 혁신을 선도한 승자들의 전략, 무엇이 달랐나!”
반도체 패권, 최후의 승자는 누가 될 것인가!

세계 1위 반도체 기업들의 경쟁력과 전략, 새로운 승자들의 도전, 중국 반도체 굴기까지― 그 혁신과 전략의 과정을 기술 발전 사례와 데이터를 토대로 설명한 책이 출간되었다. 저자는 반도체 개발 검증 업무를 하고 있는 현직 연구원이다.
신간《반도체 제국의 미래》는 삼성전자, 인텔 같은 세계적 반도체 기업들이 변화와 혁신의 세월을 겪으면서 습득하고 실행에 옮긴 승자의 법칙을 파헤친다. 또한 4차 산업혁명 시대를 맞아 분업화를 통해 신흥 강자로 부상한 기업들이 사용한 전략과 기술, 직면한 과제를 통해 이들에게 어떤 돌파구가 있는지 알아본다. 한편, 무서운 속도로 우리를 추격하는 중국 반도체 굴기의 잠재력과 현주소를 데이터를 토대로 소개한다. 각 기업들이 구사한 전략의 구체적이고 생생한 사례, 데이터와 전문지 등을 기반으로 한 근거와 전망, 합리적인 미래 예측까지. 이 한 권으로 반도체 산업의 과거와 현재를 한눈에 보고 미래를 전망할 수 있게 될 것이다.
지난 수십 년간 시장의 수요와 기술 변화를 재빨리 읽고 혁신을 선도한 반도체 승자들의 전략은 무엇이 달랐을까. 한국 반도체 기업들의 미래 사업과 전략은 어떠해야 할까. 지금 승자가 되기 위한 답을 찾을 때다.

반도체의 승자가 세계를 지배한다
삼성전자, 인텔, TSMC, ARM, 엔비디아
21세기 승자의 법칙을 통해 미래를 전망한다

“반도체는 미세한 소자와 금속을 규소 위에 잔뜩 쌓은 물건일 뿐인데, 어째서 이토록 높은 부가가치가 있을까요? 그렇게 부가가치가 큰데 나머지 기업들은 왜 이 좋은 걸 만들지 않는 것일까요? (중략) 그 답은 승자들의 끊임없는 협업, 경쟁, 혁신의 과거가 가지고 있습니다.
이 책을 읽은 독자 여러분은 뉴스 한 줄을 보더라도 반도체 기업들이 그리는 미래를 추정하고, 나아가 바람직한 미래로 나아가는 방법이 무엇인지를 생각할 수 있기를 바랍니다.“ - <저자의 말> 중에서

알려지지 않은 반도체 산업의 경쟁 뒷면을 들여다본다!

우리나라는 D램과 낸드플래시 등 메모리 반도체 시장의 강자다. 글로벌 반도체 시장에서 삼성전자, SK하이닉스는 메모리 시장 점유율 1·2위로, 두 업체의 비중이 60%에 이른다. 그러나 어떤 경쟁과 혁신을 통해 메모리 강자가 되었는지는 대부분 잘 알지 못한다. 《반도체 제국의 미래》는 반도체 업계 종사자만이 알던 반도체 산업의 경쟁과 생존의 과거를 흥미진진하게 기술한다.
노어와 낸드가 주도권 싸움을 벌이고 삼성전자가 아직 2위에 머물러 있을 때 애플의 스티브 잡스로 인해 시장이 평정되었고, 삼성전자는 확고한 1인자로 자리 잡게 되었다. 삼성전자가 낸드 플래시 1위가 된 과정을 설명한 ‘세상을 바꾼 저품질 메모리, 낸드’ 부분을 살펴보자.
플래시 메모리는 1980년 도시바의 후지오 박사가 개발한 것으로, 읽기와 쓰기 속도가 나쁜 대신, 전원을 차단하더라도 데이터가 보존되는 특징(비휘발성)을 가진 저품질 메모리였다. 제조상의 결함이 많아 컨트롤러를 결합해야 했으므로 도시바에서는 상품화하려 하지 않았다. 플래시의 강력한 잠재력을 알아채고 먼저 상품화한 것은 인텔이었다. 한편 1992년 도시바는 삼성전자에게 낸드 플래시 기술을 라이선싱 해주었고, 이로 인해 도시바는 생각도 못 했을 낸드 플래시의 대역전극이 시작되었다.
아이팟 나노의 등장이었다. 아이팟보다 크기는 줄이되 같은 용량을 지원하고 배터리 효율을 높이는 데 플래시 메모리를 사용한 것이다. 안정적으로 공급하기 위해 삼성전자를 선택했고, 아이팟 나노 1세대는 출시 3주 만에 100만 대가 판매되었다. 플래시 메모리가 매우 많이 필요해졌고 수요가 치솟았다. 이런 시장 변화 때문에 2004년 낸드는 노어를 매출에서 앞질렀고 2005년에는 64%나 성장했다. 삼성전자는 낸드 덕분에 2005년 매출액이 무려 1.5배 증가했다. 휴대용 장비 시장에서의 첫 결전으로 서구권의 노어 플래시 사업은 변두리로 밀려났고 낸드는 메모리 시장의 양대 산맥 중 하나가 되었다.
CPU 분야는 또 어떨까. 비메모리 반도체 1위인 인텔이 지금의 아성을 구축하기까지 수많은 업체와의 경쟁과 협업, 혁신을 상세한 사례, 사진, 표 등과 함께 설명한다. 우리가 흔히 쓰는 인텔의 CPU인 ‘코어 프로세서’의 탄생 과정을 이 책을 통해 살펴보자.
2005년까지 인텔은 AMD와의 경쟁에서 고전을 면치 못하고 있었다. AMD는 고가 라인업인 펜티엄에서는 애슬론 FX로, 저가 라인업인 셀러론에서는 셈프론을 통해 인텔에게 전방위 압박을 가하고 있었다. 2005년 인텔은 펜티엄이라는 브랜드를 전격 폐기하고 '인텔 코어 2 프로세서'라는 새로운 브랜드를 론칭한다. 인텔은 최고의 설계 자원을 아낌없이 신형 프로세서에 투입해 트랜지스터도 아끼고 전력 소모도 줄였고 성능도 끌어올렸다. 약 33만원이었던 인텔의 신형 프로세서는 당시 100만원이 넘던 AMD의 최고급 CPU를 25% 이상 차이로 밀어버렸다. 인텔은 공짜 점심의 방향을 클럭 중심에서 아키텍처 확장으로 전환했고, AMD는 점유율 40%의 벽이 깨지며 추락했다.

왜 지금 우리는 반도체를 알아야 하는가
: 반도체와 반도체 산업에 대한 상식이 무기가 되는 시대

”노어와 낸드가 주도권 싸움을 벌이고 삼성전자가 2위에 머물러 있을 때, 휴대용 기기에 대한 강력한 확신이 있던 스티브 잡스가 홀연히 나타나서 엄청난 양의 낸드를 구입하기 시작해 시장이 평정되었고, 삼성전자가 확고한 낸드의 1인자로 자리잡았습니다. 스티브 잡스가 휴대폰을 재발명하고자 했을 때, 그곳에는 메모리는 물론 연산이 가능한 저전력 컨트롤러 설계와 파운드리까지 보유한 삼성전자가 있었습니다. 또 그 뒤에는 컴퓨팅의 후방에서 조용히 자기 일을 하던 ARM이 있었습니다. 이후 시장은 완전히 변하였고, 바로 구글과 안드로이드가 따라오면서 철옹성과 같던 x86의 지배에 종지부를 찍고 이에 맞춰 소프트웨어 회사들까지 새로운 생태계를 만들어내었습니다.“ - <저자의 말> 중에서

반도체는 4차 산업혁명의 토대이며 대한민국 수출 품목 1위이자 우리 경제를 이끄는 원동력이다. ‘세계 어느 나라도 한국의 반도체 없이 4차 산업혁명을 이룰 수 없다’고까지 말한다. 반도체는 스마트폰, 가전제품 같은 전자기기부터 자동차에 이르기까지 다양하게 사용되고 있다. 4차 산업혁명의 기반 기술인 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 빅데이터, 자율주행 자동차, 클라우드, 드론 등을 구축하는 핵심 부품이다. 반도체는 그 자체로 첨단기술제품이자 산업에도 첨단기술과 노하우, 시스템이 응축되어 있다. 반도체 없는 세상을 상상할 수 없듯이 이제 반도체 산업을 알지 못하고서는 어떤 기술 개발이나 경제 성장도 기대할 수 없다.
하지만 반도체가 정확히 무엇인지, 어떤 원리로 만들어지는지, 반도체 산업이 어떤 구조이며 어떤 경쟁관계를 갖고 있는지는 대부분 잘 알지 못한다. 반도체 산업은 과거보다 더 치열한 경쟁 국면에 직면해 있다. 중국의 반도체 굴기와 미국의 산업보호정책이 맞물려 소용돌이를 일으키고 있기 때문이다. 현재의 승자라고 해서 안심할 수 없고, 미래 선두 기업이 되기 위해서는 끊임없이 변신해야 하는 21세기, 이 시대의 반도체 패권은 누가 차지하게 될 것인가.
일본의 반도체 소재 수출 규제나 중국의 막대한 투자 소식에 사람들의 의견은 막연한 불안감으로 흔들린다. 《반도체 제국의 미래》는 이러한 일반인의 반도체에 대한 상식 수준을 높여줄 뿐 아니라 반도체 산업의 본질을 파악하고 미래를 전망할 수 있도록 독자들을 이끈다.
저자는 현직 반도체 개발검증 연구원으로, 복잡하고 어려운 반도체 기술을 건설 공사와 요리에 비유해 초보자들도 쉽게 이해할 수 있게 설명한다. 또한 제품별 반도체, 예를 들면 메모리, 비메모리, 낸드플래시, 제조 공정 등을 누구나 알 수 있도록 해당 기술적 측면을 풀어내고 있다. 게다가 반도체 핵심기술의 변화가 어떻게 반도체 산업을 변화시켜왔는지 그 이면에 숨겨진 승자의 법칙을 도출해 향후 미래를 진단할 수 있는 통찰을 보이고 있다. 반도체 업계 종사자들, 반도체 산업을 이해하고자 하는 일반인과 투자자, 통찰력을 얻고자 하는 기업인 모두에게 유익할 것이다.

21세기 승자의 법칙을 통해 미래를 전망한다!
반도체 전공정부터 후공정까지― 기술, 경영을 아우르는 160개 이상의 그림과 도표 수록

《반도체 제국의 미래》에서는 많은 도표와 데이터로 반도체 설계부터 제조까지의 전(前)공정과 패키징 같은 후(後)공정까지, 전반적인 공정을 자세히 설명하고 있다.
반도체 제조 과정은 크게 시장조사, 설계, 제조, 테스트, 패키징으로 구성된다. 이 중 제조 공정은, 웨이퍼 표면을 세척하여 준비한 뒤 원하는 기둥의 두께만큼 물질을 두텁게 바르는 과정(도포), 포토레지스트를 입힌 뒤 기둥이 될 부분을 제외한 주변부를 태워서 없애는 과정(노광), 불화수소 가스를 이용해 주변부를 깎는 과정(식각) 등으로 나뉜다. 일본의 수출규제 품목 중 반도체 제조 공정에 쓰이는 물질은 포토레지스트(PR), 불화수소(HF)다. 무기화하려면 대체재가 없고 강력한 독점 지위를 가지는 재료여야 하는데, 수출규제 전 포토레지스트의 일본 제품 점유율은 91.9%에 이르고 불화수소 또한 43.9%에 이르고 있었다(한국무역협회 발표, 2019년 1~5월 기준). 그렇다면 이들은 각각 어떤 공정에 쓰이기에 핵심소재라 하는 것일까? 포토레지스트는 ‘노광’ 과정에서, 불화수소는 ‘식각’ 과정에서 쓰인다. 독자들은 이 책에서 제공하는 풍부한 정보들을 통하여 반도체 제조 전공정, 후공정을 이해하는 것은 물론, 4차 산업혁명 시대에 걸맞은 반도체 산업 상식을 갖게 될 것이다.
파트별 내용을 살펴보면, ‘Part 1. 반도체 제국의 탄생’에서 20세기 반도체 강자로 우뚝 선 삼성전자와 인텔을 집중적으로 분석함으로써 각 분야의 승자들이 처해 있던 IT 업계의 주변 상황과 그들의 대응을 통해 승리한 비법이 무엇인지 알아본다. 승자 기업들이 반도체 시장에서 어떤 규칙을 간파하였는지, 모두가 목말라 하던 ‘무엇’을 만족시켜주었는지를 알면, 어째서 그러한 규칙들과 승자들이 생겨났는지 알 수 있다.
‘Part 2. 4차 산업혁명 시대, 새로운 승자의 법칙들’에서는 21세기 업계에 닥친 수많은 도전과 시련, 그리고 각 업체의 대응을 살펴보며 지난 세기와는 달라진 승자의 법칙을 살펴본다. 설계 부분에서의 물리적 한계, 하드웨어 혁신의 한계, 모바일 혁명으로 인한 저전력, 휴대성의 대두, 인공지능과 가상화에 따른 수요 변화 등의 다양한 과제를 이겨내기 위한 각 기업의 전략을 살펴본다. 기존 승자와 도전자 기업으로 인텔, ARM, 엔비디아, TSMC, 구글, 삼성전자를 꼽고, 그들의 현재 상태를 통해 어떤 위협에 직면해 있는지, 또한 어떤 돌파구가 있는지 알아본다. 중국이 야심차게 추진하고 있는 반도체 굴기의 현실과 가능성을 알아보고 한국 반도체 산업에 위협이 될 수 있는지를 시장 상황과 기술력의 차이, 데이터 등을 근거로 논증한다.
또한 이 책은 제조 공정과 기업들의 경쟁과 도전 과정을 이해하기 쉽도록 160여 개의 그림과 도표를 활용하고 있다. EUV 회로 사진, 일반 시뮬레이션과 FPGA 칩 시뮬레이션 방식 차이, 일반 SSD와 kr-SSD의 차이 같은 기술적인 부분부터 ARM의 비즈니스 모델, TSMC와 삼성전자의 파운드리 전략, TSMC의 분기별 매출, 하이닉스와의 기술 격차에 따른 중국 업체들의 순이익률 등의 경영적 측면에서의 자료도 풍부하다.