SW중심대학사업단

<TSMC, 세계 1위의 비밀>이라는 이 책은 대만의 <경제일보>와 <비즈니스투데이> 출신의 기자인 린훙원님이 쓴 책이에요. 글로벌 베스트셀러인 <칩 워>에 자극을 받고 2023년 출간한 책 <晶片島上的光芒(웨이퍼섬의 빛)>이 올해 4월 일본어판이 먼저 나왔고, 11월에 한국어판이 나온 것. 내년에는 영어판이 나온다고 해요.

30년간 TSMC와 대만 반도체 산업을 취재한 린훙원 선생님의 책은 기자가 낼 수 있는 가장 훌륭한 책이라고 저는 느꼈어요. 기자가 역사의 ‘초고’를 기록하는 ‘사관’이라고 한다면, 30년간 TSMC와 대만 반도체 산업을 취재하면서 경험한 사람들의 모습을 충실히 기록했고, 그들을 지켜보면서 축적한 ‘인사이트’가 책에 담겨져있기 때문이에요. 엔지니어나 경영자가 아닌 평범한 독자들의 눈높이에서 책을 쓰고, 취재원에 대한 애정을 가득담은 책이라고 할 수 있습니다. 

린훙원 선생님은 2012년 <거물기업 삼성>이라는 책을 썼을 정도로 삼성전자에 대해서도 잘 아는 분이에요. 당시 그 책은 삼성전자에 의해 대만 전자기업들이 몰살당한 비결을 다뤘기 때문에 12년이 지난 지금 TSMC에 삼성전자가 밀리는 모습은 여러가지로 아이러니하다고 할 수 있어요. 😂

이미 이 책에 대한 좋은 리뷰와 유튜브 영상까지 나온 상황이라 저는 이 책을 기반으로 TSMC의 간단한 역사를 다루고, 제가 TSMC에 대해서 몰랐던 점, 그리고 제가 느낀 바를 말씀드리려고 합니다. 

TSMC에 대한 설명에서 가장 흥미로운 표현. 바로 ‘미국인이 대만 신주 산업단지에 만든 기업’이라는 것이었어요. TSMC라는 기업이 다른 대만 기업과도 다른 점이죠.

대만의 반도체 산업은 TSMC가 아니라 대만 2위 파운드리 기업인 UMC에서 먼저 시작되요. 한국의 전자산업이 삼성전자가 아니라 LG전자에서 시작된 것과 비슷하다고 해야할까요.

1980년 설립된 UMC는 인텔 같은 종합반도체 회사로 시작했어요. 미국 RCA로부터 기술이전을 받았고,  시장이 개방되면서 여기에 들어가는 전화기용 IC(반도체)로 성공을 거두면서 자리를 잡았죠.

비슷한 시기 대만 정부는 대만 반도체 산업을 육성하기 위해 미국 반도체 기업 텍사스 인스트루먼트(TI)에서 일하던 모리스 창(張忠謀)을 국책연구기관인 공업기술연구원(ITRI)의 원장으로 모셔오는데요. 모리스 창이 텍사스 인스트루먼트에서 거절당했던 아이디어인 위탁생산 전문 반도체 회사(파운드리)를 대만에서 만든 것이 TSMC에요.

그런데 모리스 창은 대만인이 아니었어요. 1931년 중국 저장성 닝보에서 태어난 그는 중국 여러곳을 옮겨 다녔고, 국민당 정부가 중국공산당에 패해서 대만으로 쫓겨났을 때는 홍콩에 있었죠. 그리고 1949년에는 미국으로 유학을 떠났고, MIT에서 학교를 다녀요. 1958년 텍사스 인스트루먼트에 들어간 후, 1985년 대만으로 영입되기전까지 계속 미국에 살았죠. 그는 중국인(Chinese)이지만 1962년 미국 국적을 얻었기 때문에, 국적으로 따진다면 지금의 중국과 대만 어디에도 속하지 않았어요.

모리스 창이 TSMC를 설립한 1987년 그의 나이는 56세. 그는 반도체 산업의 큰 흐름이 설계와 생산의 분리로 간다는 것을 예감하고 있었죠.

처음 TSMC가 파운드리 사업을 시작했을 때 주 고객은 TI, 인텔, 모토로라 같이 반도체를 직접 생산하는 IDM 기업이었다고 해요. 이런 반도체 기업들이 생산하고 싶어하지 않는 수익성이 떨어지는 반도체를 위탁 생산하는 것에서부터 시작한 것.

그러다 자체 생산시설 없이 설계만 하는 반도체 기업인 팹리스(엔비디아 등)가 등장하면서 TSMC의 사업은 본격적으로 커질수 있었죠. TSMC의 파운드리 사업이 성공을 거두자 UMC는 1995년 자신들의 설계 비즈니스를 분사 시켜서 파운드리 기업으로 변신해요. 이때부터 TSMC와 UMC는 파운드리 경쟁을 하지만 TSMC가 기술이나 서비스 등에서 훨씬 앞서 있었기 때문에 곧 격차가 크게 벌어졌다고 합니다.

점차 설계와 제조가 분리되는 것이 반도체 업계의 대세가 되어가는데요. 2009년에는 AMD가 제조부문을 분리시켜서 글로벌파운드리스를 설립하고, 삼성전자도 이 즈음 본격적으로 파운드리 사업에 뛰어들어요. 사실 삼성은 2003년부터 애플과 퀄컴 등의 반도체를 위탁생산해주고 있었는데요. 이때부터 첨단공정을 중심으로 본격적으로 TSMC와 경쟁을 하게된거죠.

특히 삼성전자는 TSMC R&D 부문 수석 연구개발 이사였던 량멍쑹(梁孟松)을 2011년 영입하게되는데요. 이때가 삼성전자 파운드리가 가장 TSMC를 위협했던 시기. 그의 설득으로 삼성은 28나노 공정에서 곧장 14나노 공정으로 넘어가면서 TSMC를 추월했다고 이 책은 설명하고 있어요.

하지만 TSMC는 량멍쑹이 삼성전자에 합류한 2011년 바로 삼성전자에 ‘영업비밀을 유출했다’고 대만 최고법원에 고소를 헤요. 4년 후에 TSMC가 승소하게되면서 량멍쑹은 삼성전자에서 일하는 것이 금지됩니다. 결국 그는 2015년 삼성전자를 떠나고, 2년 후인 2017년에 TSMC의 또다른 경쟁사인 중국 SMIC에서 일하게 되죠.

량멍쑹이 떠났기 때문일까요? TSMC를 거의 따라잡았던 삼성전자는 2015년 즈음 결정적인 패배를 겪게 됩니다.

미라클레터를 읽으신 분들은 수도 없이 들으셨겠지만, 초기 아이폰의 AP는 삼성전자가 개발했어요. 하지만 애플은 곧 자체적으로 AP를 개발했죠. 그래도 여전히 AP의 위탁생산은 삼성전자가 하고 있었어요. 아이폰5에 들어가는 A7 까지는 삼성이 생산을 맡았죠. 그런데 TSMC가 전사적인 노력을 기울여서 아이폰6에 들어가는 A8에는 TSMC로 위탁생산을 가져오게 됩니다(2014년). 하지만 삼성전자는 다시 반격에 나서고 A9에서는 애플은 TSMC와 삼성전자에 물량을 나눠서 생산하게 됩니다. (2015년)

이 책에 따르면 당시 생산된 A9에서 TSMC가 생산한 것이 삼성전자의 것에 비해 최고 30% 전력을 덜 썼고, 아이폰 구매자들은 삼성전자 파운드리가 아니라 TSMC에서 생산한 아이폰을 찾아다녔다고 해요. 이후 A10부터는 애플은 TSMC에만 위탁생산을 맡기게 됐다고 합니다.

파운드리 경쟁에서 밀린 두번째 사건도 있었어요. 바로 2022년 이후 퀄컴이 핵심 스마트폰 반도체인 스냅드래곤을 삼성전자 파운드리가 아닌 TSMC에서만 생산을 하기 시작한 것이죠. 이 책은 이 두 가지가 삼성전자 파운드리가 TSMC에 밀리게된 결정적인 사건이라고 설명하고 있습니다.

이런 경쟁에서 승리하면서 지금 TSMC는 스마트폰 AP를 만드는 애플, 퀄컴, 미디어텍의 반도체를 모두 생산하고, PC용 CPU를 만드는 애플, AMD, 인텔의 반도체를 모두 생산하고, AI가속기를 만드는 엔비디아의 GPU를 생산해요. 가장 최고의 성능이 필요한 반도체를 모두 TSMC가 생산한다고 볼 수 있죠.

TSMC는 미국인 모리스 창이 텍사스 인스트루먼트에서 배운 것들이 많이 적용된 기업이라고 해요. 대부분의 대만 기업들은 가족경영이 더 많지만, TSMC는 이사회 중심의 전문 경영인 체제인 것도 이런 이유. TSMC는 1997년 미국에 주식 일부를 ADR(주식예탁증서)로 상장시키기도 하죠. 또 TSMC의 인사가 능력주의에 기반을 두고, 회의를 시작할 때 항상 결론부터 얘기한다는 것도 미국 기업같은 모습으로 보였어요.

하지만 정작 TSMC의 성공비결은 미국 문화가 아니었어요. 모리스 창은 반도체 산업이 성공을 거둔 세 국가, 일본, 한국, 대만의 공통점으로 근면성을 꼽았어요. 중국마저도 반도체산업이 빠르게 자리잡은 이유가 동아시아 국가이기 때문이라고 볼 수도 있을 것 같아요. 그래서 이 책에서도 TSMC의 가장 큰 성공요인으로 직원들의 성실함과 긴 노동시간을 꼽았어요.

TSMC의 직원들은 ‘간을 걸고 일한다’고 할 정도로 야근과 초과근무를 밥먹듯 했다고 해요. TSMC가 한참 삼성전자의 도전을 받을 때인 2014~2015년에는 ‘나이트호크’라는 이름으로 24시간 3교대로 R&D를 가동시켰다고 하죠. 

하지만 또 하나 몰랐던 것은 대만에 2008년까지 종업원 주식 배당제도라는 것이 있었다는 점이에요. 종업원에게 보상으로 주식을 배당형태로 지급하는 제도인데, 유럽과 미국의 스톡옵션에 비해서 파격적인 혜택이 있었다고 해요. 바로 과세를 액면가 기준으로 하기 때문에 주식을 팔아서 현금화할 때 내야하는 세금이 엄청 적다는 것. 심지어 기업 입장에서도 액면가로 직원들에게 지급하기 때문에 재무적 부담이 적었다고 해요. 

하지만 국제 회계상의 문제가 지적되면서 이 제도는 2008년 이후 사라져요. 야근이 대만 반도체 산업과 TSMC가 성공한 비결이지만, 동시에 엄청난 금전적인 보상이 있었다는 것. 흥미로운 부분이었어요.  

또 한가지 흥미로운 부분은 중국의 대표적인 파운드리 기업인 SMIC는 대만의 파운드리 업계에서 일했던 사람들이 설립과 성장을 주도했다는 것이에요. SMIC의 창립자인 리차드 장(張汝京)은 중국 본토에서 대만으로 옮겨온 본성인으로 미국에서 유학을 하고서 모리스 창처럼 텍사스 인스트루먼트에서 일해요. 그는 1990년대 말 중국 정부로부터 중국본토에 반도체 산업을 세워달라는 요청을 받고 중국으로 돌아온 후, 대만에서 WSMC라는 파운드리 기업을 세워요. 일단 대만에서 회사를 키운 후 중국에 반도체 공장을 세운다는 것이었는데 이 회사는 2000년에 TSMC에 인수가 됩니다.

하지만 TSMC는 당시에는 중국에 파운드리를 세울 계획이 없었고, 리차드 장은 TSMC를 나와 중국으로 돌아가 SMIC를 설립하게 되요. 이 과정에서 많은 직원과 기술을 빼가게 됩니다. TSMC는 2003년 SMIC가 영업비밀을 침해했다고 미국에서 소송을 걸게 되고 2009년 SMIC가 패소하게되면서 리차드 장은 회사를 떠나게 됩니다.

하지만 SMIC는 2016년에는 TSMC의 기술 개발 총책임자 였던 장상이(蔣尚義)를, 2017년 삼성전자에서 일했던 량멍쑹을 영입하는 등 TSMC 출신을 적극적으로 영입했죠. 장상이는 지금은 SMIC에서 나왔지만 량멍쑹은 여전히 SMIC의 공동 CEO를 맡고 있어요.

여기서 우리가 알 수 있는 것은 중국과 대만의 관계가 매우 좋을 때는, 대만=중국으로 봐도 좋을 정도로 대만 반도체 기술이 중국으로 빠져나갔다는 것이에요. 실제로 미국 정부에서도 이런 이유로 대만을 신뢰하지 않았다고 해요. 그도 그럴 것이 모리스 창을 포함해 대만 반도체 1세대는 대만이라는 정체성이 강하지 않았기 때문이죠.

하지만 미국이 중국 반도체 기술에 대한 제재를 가하고, 대만과 중국 사이가 멀어지면서 지금은 중국 반도체 회사 내부에서도 대만 출신들이 신뢰를 받지 못한다고 해요.

이 책을 읽으면서 여러가지 생각들을 하게됐는데요. 그 중 가장 묵직한 두 가지만 말씀드려보려고 합니다. 하나는 삼성전자의 파운드리 사업인데요. 삼성전자가 TSMC와 경쟁하려면 파운드리를 분사시켜야한다는 주장이 많아요. 이른바 이해상충의 문제때문에 파운드리를 분사시켜야한다는 것이죠. 그런데 책을 읽다보니 TSMC와 삼성전자가 경쟁하고 있는 이른바 선단(첨단)공정 고객의 입장에서보면, 중요한 것은 '성능'이라는 생각이 들었어요.

반도체 공정 기술이 물리적 한계에 도달하면서 선단 공정에서 경쟁력을 유지하는 것은 점점 힘들어지고 있어요. 선단 공정 경쟁력을 유지한다는 것은 곧 ‘무어의 법칙’을 지켜낸다는 뜻인데요. 새로운 반도체 신제품이 나올때마다 반도체의 성능이 좋아진다는 뜻. 

이 책에 따르면 2011년 경 무어의 법칙은 한 번 벽에 도달해요. 반도체 제조과정에서 더 이상 성능을 높이기 어려워졌다는 거죠. 하지만 극자외선(EUV) 장비라는 새로운 장비가 등장하면서 이 벽을 뚫을 수 있었고, 이 과정에서 TSMC의 린번젠 R&D 부사장이 발명한 액침노광기술이 중요한 역할을 했다고 해요. 뿐만 아니라 TSMC는 CoWos라고 불리는 첨단 패키징 기술도 연구해왔는데, 이것도 반도체의 성능을 높이는 중요한 기술이었어요. 

삼성전자나 인텔이 TSMC를 따라잡기 어려운 것은 결국 기술적 난이도가 너무 어려워져서가 아닐까요? 점차 이 무어의 법칙을 달성할 수 있는 기업은 매우 소수의 기업으로 좁혀지고, 이를 위한 장비를 만들 수 있는 기업도 소수가 되는거죠. 무엇보다 TSMC는 여러 기업들이 다같이 힘을 합쳐서 공정을 발전시키는 생태계를 만들었어요. 

반도체 차원에서 무어의 법칙을 달성하기가 어려워지면서, 엔비디아 젠슨황 CEO는 데이터센터 차원의 무어의 법칙을 얘기하고 있어요. 엔비디아의 GPU가 탑재된 데이터센터는 지난 세대보다 계산능력이 좋아지고 전력소비가 줄어들기 때문에 여기서 무어의 법칙이 유지된다는 것이죠. 

이렇게 생각해 본다면 삼성전자나 인텔이 파운드리 사업을 분사시킨다고 해도 고객이 찾아올지는 모르겠어요. 가장 첨단 반도체를 만드는 기업들은 무조건 가장 뛰어난 제조능력을 가진 파운드리에 생산을 맡길 수 밖에 없어요. 

파운드리 분리를 준비하고 있는 인텔의 경우에도 '파운드리를 분리해봤자 고객들은 찾아오지 않을 것이다'라고 전 인텔 CEO가 조언한 적도 있어요. 파운드리를 인텔로부터 분리시키면 애플, 퀄컴, AMD 같은 미국 기업들이 인텔 파운드리에 제조를 맡길 것이라고 생각하지만, 인텔 파운드리의 제조 역량이 TSMC를 압도하지 않는 한 그런일은 없다는 것이죠. 분리시켜봤자 인텔의 설계도, 인텔의 공정도 모두 경쟁력을 잃어버린 다는 주장. 

또, 책을 읽다보니 이런 생각도 들었어요. 대만이나 일본 기업과 경쟁하는 건 그렇게 중요한 일이 아니에요. 진짜 큰 일은 중국 기업과 경쟁하는 것! 

최근 중국은 그동안 축적한 기술로 자국 기업들을 키우고, 자국 기업들이 만든 제품들을 전세계에 밀어내기 하고 있어요. 전기차, 스마트폰, 배터리, 게임, 화학제품 등 모든 제조업 부문에서 중국의 제품은 다른 나라들을 압도하고 있습니다. 어떤 부분에서는 기술이 앞서있기도 하고, 어떤 부분에서는 매우 저렴한 가격을 가지고 있기도 해요.

이처럼 중국이 산업경쟁력을 가지고 전세계를 공략하는 것은 언젠가는 벌어질 이었어요. 하지만 미국이 중국을 때리기 시작하자, 그 속도는 더욱 빨라지게 되었어요. 왜냐면 예전에는 중국 기업들이 꼭 중국 기술과 반도체를 쓸 필요가 없었지만, 이제는 중국이 기술을 스스로 개발하고, 중국에서 만든 반도체를 써야하는 상황이 되었거든요. 

중국의 파운드리 기업 SMIC. 선단공정에서 TSMC를 따라잡을 수는 없어요. 하지만 적어도 중국내에 필요한 반도체 제조 수요는 충족할 수 있죠. 중국의 메모리 반도체 기업 CXMT. 저가 시장을 공략하면서 삼성전자나 SK하이닉스 같은 한국 메모리 반도체기업들에 위협이 되고 있습니다. 이런 중국 기업들은 지금은 저가시장을 차지하고 있지만 차곡차곡 기술을 쌓아올려서 결국에는 한국 기업들을 위협할 것 같습니다. 

중국에 대한 외국기업들의 투자가 줄어들고, 중국 경제 성장률이 떨어지면서 중국은 자국시장을 넘어 해외로 해외로 제품을 내보내고 있어요. 언젠가는 다가올 중국의 부상이었지만 드디어 우리 코 앞에 다가온 것이죠. 한국이 일본기업들을 몰락시켰고, 동아시아 기업들이 유럽과 미국 제조기업들을 몰락시켰던 것처럼, 이제는 중국이 한국기업들을 몰락시키는 순간이 온 것이에요. 

< 차이나테크 공습 매일경제 기획 기사 >

차이나테크 공습… 무너지는 K산단

韓中 반도체격차 1년뿐 … 이제 TSMC 경쟁자는 삼성 아닌 SMIC

배터리 신기술 앞세운 中전기차 침투…韓업계 '초긴장'