자율주행 AI 반도체 칩 시장의 패권

www.youtube.com/watch?v=EMaJeDXNda0

과거 반도체의 수요를 폭증시킨

3번의 혁명이 있었다고 한다.

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첫 번째는 PC 데스크탑 혁명.

개개인이 컴퓨터를 하나씩 갖게 되면서

엄청나게 많은 반도체가 필요하게 되었다.

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두 번째는 잡스가 일으킨 스마트폰의 혁명.

개개인이 저마다 스마트폰을 갖게 되면서

또 엄청나게 많은 반도체가 필요해졌다.

세 번째는 클라우드 서버 혁명이다.

4G통신과 넷플릭스, 유튜브와 같은 플랫폼의 성장으로

클라우드 서버에 엄청나게 많은 반도체가 필요해졌다.

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사실 클라우드 서버라는 세 번째 혁명도

아직 시작도 안했다고 볼 수 있는데

여기에 네 번째, 4차 혁명이 바로 자동차에서 올 것 같다.

하지만 막상 차량용 반도체의 점유율과

선두 기업들을 보면 뭔가 좀 생소하다.

NXP? 인피니온? 르네사스??

우리에게 익숙한 인텔, 엔비디아, AMD 등은 없다.

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이게 아직은 전기차나 커넥티드 카, 자율주행 등이

본격적으로 시작되지 않았기 때문이다.

현재 전체 차량에서 전기차 비중은 불과 4% 정도이고

그 중에서도 테슬라와 같은 커넥티드 카 비중은 더 낮을 것이다.

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즉 아직 95% 이상 대부분의 자동차는

기존의 내연기관 차이기 때문에

당연히 이 안에 들어가는 반도체도

우리가 생각하는 일반적인 CPU, GPU, 메모리 반도체와 조금 다르다.

 

엔진, 변속기, 조향장치, 제동장치, 계기판 등

주로 엔진에서 동력을 전달하고 기어를 바꾸고

핸들과 브레이크를 조작 하는 등

자동차의 본질인 운전과 관련된 반도체가 대부분이다.

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차량용 반도체는 조금 특이한 게 있는데

성능보다는 내구성과 수명이 무엇보다 중요하다.

스마트폰이야 수명이 2~3년, 길어야 4~5년에 불과하지만

자동차는 10년 이상도 타야하지 않는가?

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게다가 스마트폰은 고장나면 A/S 맡기면 끝이지만

자동차는 운행 중 시동이 꺼지거나,

핸들이 안 돌아가거나, 브레이크가 안 되면;;

끔찍한 사고로 이어질 수 있다.

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사막이나 심지어 남극(?) 같은 극한의 온도나

환경에서 버틸 수 있어야 하고

왠만한 충격이나 데미지에도 고장나면 안된다.

(과속 방지턱 넘을 때마다 고장 난다면 답이 없다 ㅎㅎ)

차량용 반도체 상위 기업들 대부분이 유럽과 일본 기업들인데

이는 지금 까지의 차량용 반도체들이

사실상 우리가 생각하는 고성능 전자 부품이라기 보다는

아날로그 정밀기계에 가까웠다는 이야기도 된다.

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하지만 이제부터는 완전히 다른 게임이 펼쳐진다.

이제 자동차는 단순히 운전하고 달리는 것 만으로는 부족하다.

사람들이 테슬라에 열광하는 것은

이 커다란 모니터 하나로 차량 부품 하나 하나부터

배터리, 공조시스템, 자율주행, 시스템 업데이트까지

마치 전자기기처럼 모든걸 손쉽게 컨트롤 할 수 있기 때문이다.

알리바바가 투자한 샤오펑의 내부도 비슷하다.

점차 출시되는 자동차들은 이렇게 바뀔 것이다.

왜냐하면 소비자들이 이런 자동차를 원하고 있으니까!

그냥 자동차가 아닌 움직이는 스마트폰을 원하는 것이다.

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앞으로 모든 차들이 이렇게 변하려면

차량 외부의 카메라, 레이더, 라이더 등 센서에서 들어오는 정보들을

내부의 메인 컴퓨터가 취합하고 계산하고 분석해서

자동차의 각 부품들에 명령까지 내려야 한다.

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스마트폰처럼 외부와 통신도 가능해야 하고

인터넷 업데이트를 통해서 정비소에 가지 않아도

손 쉽게 자율주행이나 지도, 성능 업그레이드가 가능해야 한다.

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여기에 엄청난 반도체가 필요하다.

카메라, 레이더, 라이더 등 센서는 물론이고

배터리와 각종 전자 장비, 부품을 제어하는 반도체

원활한 인터넷 연결을 위한 통신칩 등

하지만 여기서 가장 중요하고 부가가치가 높은 것은

당연히 배터리부터 모든 부품을 컨트롤하고 계산하고 명령을 내리는

자율주행의 핵심, 메인 프로세서다.

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인간으로 비유하면 머리, 뇌라고 할 수 있고

컴퓨터로 비유하면

CPU, GPU, 메모리까지 합친 칩 정도일까?

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그렇다면 자율주행 및 메인 프로세서 시장에서

현재 가장 앞 서 있는 선두 주자는 어디일까?

엔비디아? 인텔? AMD?

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물론 논란의 여지는 있겠지만

놀랍게도 테슬라가 선두라는 의견이 많다.

테슬라는 이 메인 프로세서 칩도 직접 설계한다.

테슬라가 개발한 자율주행 칩.

두 개로 이루어져 있어 설령 하나의 칩이 고장 나더라도

다른 하나로 주행을 안전하게 마치게 끔 설계되어 있다.

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원래 테슬라는 모빌아이와 처음 손을 잡았다가

이내 엔비디아로 갈아탔고

다시 '나 혼자 다 해먹을꺼야~' 라며 독자적으로 개발하고 있다.

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... 라고 알려져 있지만 브로드컴과 함께 개발 했다고 한다.

물론 테슬라의 과거를 봤을 때

브로드컴도 언제 내쳐질지 모른다. ㅎㅎ

(진정한 배신의 아이콘은 TSMC 가 아니라 테슬라?)

테슬라가 아닌 진영에서는

대부분 모빌아이, 인텔 연합 혹은 엔비디아의 칩을 사용한다.

현대차도 2022년 부터 모든 커넥티드 차량에

엔비디아 칩을 사용한다고 발표했다.

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모빌아이, 인텔 진영도 가장 먼저 이 시장에 뛰어든만큼

성장성이 괜찮은 편인데 (인텔, 아직 죽지 않았다)

테슬라 차량의 누적 판매량이 약 100만대 정도인데 반해서

모빌아이의 칩셋을 달고 주행 데이터를 수집하고 있는 차량은

무려 1,700만대라는 자료도 있다.

결국 앞으로 테슬라와 같은 커넥티트 차량이 늘어날수록

기존의 동력 전달이나 운전과 관련된 아날로그 반도체 보다는

자율주행과 배터리, 차량 전체의 컨트롤과 관련된

메인 프로세서 칩 시장이 더욱 성장할 수밖에 없다.

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현재 시점에서 업계를 리딩하고 있는 기업은

테슬라, 엔비디아, 모발아이(인텔) 이다.

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인텔과 엔비디아가 이 시장에서 활약하고 있는데 반해

AMD 는 아직 뚜려한 성과가 없는데

이렇게 눈에 보이는 커다란 먹거리 시장에

가만히 있을 리사 수 누님이 아니겠지?

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AMD 가 자일링스를 인수하는 것도

장기적으로는 미래의 자율주행 칩 시장에 대한

빅픽쳐가 있었는지도 모르겠다. ㅎㅎ

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장기적으로는 테슬라, 엔비디아, 모빌아이(인텔)

혹은 AMD 까지 모두 이 시장에서 성장 하겠지만

어느 한 기업이 시장을 다 독식하진 못할 것 같다.

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그런면에서 중장기적으로 기대가 되는 쪽은 파운드리다.

왜냐하면 지금 테슬라든 엔비디아든 모빌아이(인텔)든

실제로 7나노 자율주행 칩을 생산할 수 있는 기업은 TSMC 와 삼성 뿐이다.

(아직은 TSMC 비중이 압도적이다)

테슬라는 배터리도, 메인 칩도, 태양광 에너지 사업까지

모두 자기 혼자 다 하려고 하는 욕심쟁이(우후훗)긴 하지만

미세공정 파운드리까진 직접 하기는 힘들 것 같다.

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그리고 정말 자율주행이 본격적으로 가능해지는

장기적이고 낙관적인 미래가 오면

일단 화물차 시장부터 진행 될 것인데

오히려 그 때 가장 유리한 기업은 아마존과 알리바바다.

전 세계에서 가장 많은 화물 운송이 필요한 기업 아닌가?

(물론 이 둘도 자율주행 관련 투자를 많이 하고 있다)

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아마존과 알리바바 정도의 기업이라면

장기적으로 자율주행이나 메인 프로세서 칩을 직접 설계할 것이다.

(클라우드 칩도 이미 직접 설계 하고 있다)

하지만 생산은 힘들다. 어딘가에 맡겨야 한다.

ㅎㅎ 현재로써는 TSMC 와 삼성 밖에 없다.

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자율주행 관련해서 강력한 선두주자인

구글 웨이모나 GM의 크루즈

중국의 바이두나 디디추싱 등도

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결과적으로는 테슬라처럼 자신의 자율주행 시스템에 맞는

칩셋을 직접 설계할 확율이 높다.

하지만 역시 설계는 가능해도.. 생산은 힘들다.

맡겨야 한다. TSMC 와 삼성 뿐이다.

​

지금 스마트폰이나 서버 시장에서

반도체 칩을 직접 설계하는 팹리스 기업은 갈수록 늘어나는데

이를 감당할 수 있는 7나노 이하의 파운드리 기업은

TSMC 와 삼성 뿐이라 병목현상이 발생하고 있다.

스마트폰이나 서버 시장에서

생기고 있는 파운드리 병목 현상이

향후 자동차 반도체 시장에서도 벌어질 확율이 매우 높다.

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특히 서버 시장도 아직 한창 성장하고 있는데

자동차 반도체 시장의 병목현상까지 동시에 생긴다면

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TSMC 와 삼성이 아무리 CAPEX 투자를 늘려도

캐파가 너무나 부족해 보인다.

결국은 이 둘 이외에 추가로 다른 대안이 생기지 않을까?

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그게 SMIC 가 되리라 기대하고 있지만..

계속되는 미국의 제제와 압박 때문에..

쉽진 않을 듯 하다.. 하하 하..

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물론 전 세계에서 가장 많은 차량이 팔리는 곳도

가장 많은 데이터가 발생하고 있는 곳도 (서버 시장)

따라서 가장 많은 반도체가 필요한 곳도 결국 중국이기 때문에

중국이나 SMIC 도 절대 이 파운드리 관련해서는

포기하지 않을 것 같다.

반도체와 전기차 배터리를 비교하시는 분도 많은데

파운드리와 마찬가지로 배터리 쪽도

중단기적으로 공급부족이라 캐파가 많이 부족할 것이다.

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하지만 반도체와 배터리를 굳이 비교하면

기술의 장벽 측면에서 반도체가 조금 더 우위 아닐까?

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CATL 과 SMIC 를 보면 확실히 알 수 있다.

오랜기간 동안 중국이 메모리 반도체와

비메모리 파운드리 분야를 따라 잡으려 그렇게 노력 했지만

아직도 중국의 반도체 수준은 너무나 보잘것 없다.

반면 배터리 2차전지 분야에서는

CATL, BYD 등 중국 기업이 LG화학, 삼성SDI 와

글로벌에서 치열하게 경쟁하고 있다.

이미 CATL 의 기술력은 한국보다 뒤졌다고 말하기 힘든 상황.

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반도체와 2차전지 모두 중국 정부가 강력하게 밀어줬고

수요와 기반 면에서 가장 유리한 환경이었지만

2차전지는 성공했고, 반도체는 그렇지 못했다.

​

그만큼 반도체의 기술장벽이 넘사벽이란 반증 아닐까?

(물론 반도체 선두 업체가 기술을 쌓은 역사가

2차전지 대비 훨씬 길었던 까닭도 있겠지만)

그리고 최근의 주가 상승을 보면

테슬라, 니오, 샤오펑, BYD 와 같은

전기차 완성차 기업들의 주가상승이 가장 무섭고

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CATL, LG화학 등 배터리 기업들과

양극재 등 관련 밸류체인의 주가상승도 만만치 않다.

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물론 TSMC, 삼성, 엔비디아 등의 주가도 많이 올랐지만

향후 커넥티드 카 시장의 잠재력과

기존의 클라우드 서버 시장의 성장성까지 더한다면

배터리쪽 보다는 주가 상승 여력이 조금 더 있지 않을까 싶다.

게다가 인텔과 SMIC 의 주가 수준은 ㅎㅎ

참담한 수준이니.. 오히려 지금이 기회 일지도?

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만약 배터리 산업의 성장성에 장기 투자 한다면

그나마 중국쪽 ETF 투자가 더 확실한 것 같다.

기술력이 비슷하다면 아무래도 시장이 더 큰 중국이 유리하다.

마침 이번에 미래에셋에서

관련 ETF가 나왔으니 관심있는 분들은 참고 바란다.

(국내 상장이니 연금저축 투자도 가능하다 ㅎㅎ)

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<요약>

1. 자율주행 및 메인 프로세서 칩의 성장이 기대된다

2. 중단기적으로 파운드리의 공급부족이 더 심각하다

3. 배터리보다 반도체의 기술장벽이 더 우위

​

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원래는 차량용 반도체 시장에 대한

글을 쓰려 자료도 찾아보고 공부했던 것인데

아무리 생각해도 미래에 자율주행 시대가 오면

가장 많은 혜택을 보는 기업은 아마존과 알리바바 같다.

(그래서 글을 쓰는 동안 이 둘의 주식을 더 샀다 ㅎㅎ)

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설령 다른 회사의 자율주행 시스템을 이용한다 하더라도

지금처럼 사람을 고용하는 것보다는 비용을 줄일 수 있고

결국은 기술을 개발해서 내재화 하지 않을까?

이 둘은 세기의 라이벌로도 불리는데 ㅎㅎ

아마존의 제프 베조스가 테슬라 자율주행 시스템에 종속되서

계속 테슬라 좋은 일만 할까? 그림이 안 그려진다;;

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4차산업 혁명 시대에는

결국 기술보다는 사람을 모으는 게 먼저같다.

즉 플랫폼을 가진 쪽이 결국은 승리자;;

사람이 먼저다;;