디사오후이 翟少輝 친민 覃敏 류페이린 劉沛林
<차이신주간> 기자
 

▲ 2023년 6월7일 중국 베이징에서 열린 국제안전·보안박람회 행사장에 마련된 화웨이의 반도체 자회사 하이실리콘의 홍보관. 미국 제재 이후 시장점유율이 급감한 하이실리콘은 반도체 개발을 중단했다. REUTERS

오포가 반도체 개발을 포기한 뒤 샤오미는 애플과 화웨이를 따라 시스템온칩(SoC)을 개발하는 유일한 중국 휴대전화 제조사가 됐다. 샤오미는 모바일 SoC 분야를 오래전부터 모색했다. 2014년 파인콘전자(Pinecone, 松果電子有限公司)를 설립해 반도체를 개발하기 시작했다. 2017년에는 첫 모바일 SoC 펑파이(澎湃) S1을 출시해 중저급형 스마트폰 샤오미 5C에 사용했다. 하지만 반응이 좋지 않았다. 샤오미 관계자에 따르면 사업을 시작했을 때 업계에서 대부분 28나노 공정을 채택했다. 반도체 개발 경험이 없던 샤오미도 이 공정부터 시작했다. 그러나 S1이 출시됐을 때 경쟁사들은 이미 16나노 이하 공정을 도입해 샤오미는 한참 뒤처졌다. 다른 업계 관계자는 “샤오미의 펑파이 S1은 안정성 분야에서 결함이 있었다”고 말했다.
이후 샤오미가 SoC 분야에서 거둔 새로운 성과가 없었다. 2018년 펑파이 S2를 개발했다. 하지만 성능과 원가 등 여러 요소를 고려해 출시하지 않았다. 샤오미 관계자는 “SoC 개발에 많은 시간과 자원을 투입해야 해서 파인콘을 둘로 나눴다”고 말했다. 직원 대부분은 2018년 설립된 난징빅피쉬반도체(南京大魚)로 넘어가 인공지능과 사물인터넷 반도체를 개발했다. 나머지는 샤오미 휴대전화 사업부에서 모바일 SoC 개발을 계속했다.

제2의 하이실리콘
2021년 12월7일 상하이쉬안제(上海玄戒)기술유한공사라는 이름의 회사가 조용히 문을 열었다. 등록 자본금 15억위안 규모의 이 회사는 집적회로 설계와 반도체 판매가 주요 업종이다. 쩡쉐중 샤오미그룹 휴대전화사업부 총재가 법정 대표다. 샤오미가 반도체 개발을 위해 설립한 새로운 회사로 SoC, 전력 관리 칩, 영상 처리 칩을 개발한다.
샤오미는 지금까지 이미지신호처리장치(ISP) 펑파이 C1과 C2, 충전 칩 펑파이 P1과 P2, 배터리 관리 칩 펑파이 G1을 출시했다. “샤오미는 비교적 간단한 반도체를 개발해 출시했다. SoC 분야에선 과거 실패의 교훈을 참고해 2~3년 안에 성과를 내려 서두르지 않고 차근히 준비하고 있다.” 샤오미 관계자는 “반도체 개발은 장기 계획이므로 샤오미는 오포의 영향을 받지 않고 계속 투자할 것”이라고 말했다.
현재 샤오미의 반도체 개발팀은 상하이 쉬안제뿐 아니라 각 지역 사무실에 분산돼 있다. “회사 내부에서 ‘신사업부’라고 부르지만 구체적인 업무 내용과 개발 진도는 알려지지 않았다. 샤오미 지역 책임자도 구체적인 내용을 모른다. 반도체 개발을 책임진 주단은 2021년 샤오미 부총재로 승진했다.” 샤오미 관계자는 현재 샤오미에서 반도체 개발에 종사하는 직원의 규모를 1천~2천 명으로 추측했다.
그사이 비보와 아너는 휴대전화 보조 반도체에 집중했다. 2021년 비보는 자체 개발한 영상 처리 칩 V1을 출시해 고급형 스마트폰 X70 시리즈에 사용했다. 2022년에는 성능을 개선한 V1+와 V2를 고급형과 플래그십 제품에 탑재했다. 2020년 11월 화웨이에서 독립한 아너는 매직(Magic)4에 공동 개발한 ISP 칩을 사용했고 매직5 시리즈에 자체 개발한 무선주파수 칩 아너 C1을 사용했다.
SoC 개발에 대해 후보산 비보 부총재는 “비보의 능력과 자원은 유한하다”며 “SoC 개발에는 대규모 투자가 필요하고 이런 투자가 가져오는 차별적 효과를 단기간에 소비자에게 제공하기 어렵다”고 말했다. 이미 많은 기업이 SoC를 개발하고 있으므로 비보는 협력사가 잘하지 못하는 것을 눈여겨봤다가 자원을 투입할 계획이다. 2022년 3월 자오밍 아너 최고경영자는 “기초 프로토콜과 알고리듬이 아너의 강점이지만 SoC를 개발하진 않을 것”이라며 “상당 기간 퀄컴, 미디어텍과 협력을 유지하겠다”고 밝혔다.
 

▲ 2023년 2월 스페인 바르셀로나 모바일월드콩그레스(MWC) 행사장에 마련된 샤오미 홍보관에서 직원들이 스마트폰을 점검하고 있다. 오포는 철수했지만 샤오미는 모바일 AP를 목표로 반도체를 계속 개발한다. REUTERS

화웨이의 길
반도체 자체 개발의 중요성은 설명할 필요가 없다. SoC를 확보하고 외부에서 구매한 다른 부품을 배치하면 생태계가 더욱 견고해지고 차별화된 강점을 확보할 수 있다. 자체 개발한 SoC가 있으면 퀄컴이나 미디어텍 등 외부 기업의 반도체를 구매할 때 가격 협상 능력도 어느 정도 생긴다. 애플은 자체 개발한 반도체와 운영체제를 무기로 세계시장에서 경쟁사를 물리쳤다.
이반 램 수석애널리스트에 따르면 반도체설계 기업 암(Arm)이 휴대전화 제조사를 통해 사용자 수요를 파악해 IP 아키텍처를 만들면 반도체 제조사가 암 아키텍처를 사용해 반도체를 설계·생산하고 마지막으로 휴대전화 제조사가 반도체를 구매해 휴대전화를 설계·생산하는 것이 일반적인 산업 가치사슬이다. 이 과정의 어느 한 부분에라도 문제가 생기면 위험 요소가 된다. 휴대전화 제조사는 협력사의 리스크를 통제하기 어렵다. 하지만 애플은 사용자 수요 조사부터 IP, 반도체 설계까지 자체 해결할 수 있다.
“삼성이나 애플이 되는 것이 목표라면 반도체를 개발해야 한다.” 이반 램은 “자사 반도체를 확보하는 것이 중요하지만 처음부터 끝까지 자체 개발할 필요는 없다”고 말했다. 공급망 협력 수준을 높이거나 다른 길을 찾을 수 있다. 삼성과 퀄컴은 미국에 공동연구실을 설립했다. 이를 통해 삼성은 적어도 다른 안드로이드 진영 경쟁사에 앞서는 차별화된 경쟁력을 확보할 수 있었다.
미국 제재를 받기 전까지 화웨이는 자회사 하이실리콘이 개발한 반도체로 고급형 스마트폰 시장에 안착했다. 한때 세계시장 1위 자리를 위협했다. 화웨이는 2006년 모바일 AP를 개발했고 2009년 첫 번째 모바일 AP K3V1을 출시했다. 플래그십 기종인 P6과 메이트1에 사용했는데 성능이 좋지 않았다.
화웨이는 여러 해 동안의 개선 작업을 거쳐 2014년 첫 번째 기린(麒麟) 칩을 출시했다. 특히 메이트7 시리즈에 사용한 기린925는 뛰어난 통신신호와 배터리 수명으로 업계에서 인정받았다. 이후 화웨이는 자체 개발한 반도체를 사용했다. 그러나 2020년 9월 미국의 제재로 TSMC에서 반도체를 생산할 수 없자 퀄컴 제품으로 교체했다.
이반 램은 “화웨이가 반도체 개발에 성공한 것은 통신 분야에서 기술과 경험을 쌓았기 때문”이라고 말했다. 화웨이의 핵심 사업은 통신장비, 특히 무선통신장비다. 화웨이는 국제 이동통신 표준화 협력기구(3GPP)의 주요 구성원으로 많은 특허를 보유하고 있다. 이는 다른 휴대전화 제조사가 따라갈 수 없는 강점이다. 오랜 기간 화웨이 스마트폰은 “신호가 잘 잡힌다”는 점을 강조했고 한때 애플을 추월했다. 그리고 반도체 개발에 집중했다. 20년 넘도록 투자를 지속해 새 기술을 개발했고 적당한 시기에 자사 휴대전화에 반도체를 탑재했다.
그는 “휴대전화 제조사의 반도체 개발 환경이 크게 달라졌다”고 지적했다. 소비전자 수요 둔화 외에 각국 정책의 불확실성 확대로 ‘제2의 화웨이’가 탄생하기 어려워졌다. “이론적으로 보면 반도체 개발은 설계능력과 제조능력에 의해 결정된다. 이 둘은 상부상조 관계다. 화웨이의 하이실리콘은 일찍 시작한 덕분에 최적의 공정을 채택하고 최적의 설계를 할 수 있었다. 암과 깊은 협력관계를 유지했다. 지금은 외부 환경이 변했다. 반도체 개발에는 충분한 노력 외에 행운도 따라야 한다.”
집적회로 분야 교수에 따르면 하이실리콘은 모바일 AP를 개발하기 전에 상대적으로 간단한 반도체를 개발한 경험이 많았다. 그때의 베이스밴드 칩 개발이 지금의 5G 칩보다 훨씬 쉬웠다. “통신 칩이 제일 복잡하고 만들기 어렵다. 프로세서보다 어려워 애플도 아직 만들어내지 못한다. 앞선 몇 세대 기술의 개발을 경험하지 않고 처음부터 바로 5G 통신 칩을 만들려면 너무 복잡할 것이다.”

애플의 공세
이반 램은 “시장 분위기가 저조하면 휴대전화 제조사가 반도체 개발을 선택하지 않을 것”이라고 말했다. 제품 경쟁력을 유지하려면 끊임없이 최신 공정에 투자해야 하고 그만큼 반도체 사용 규모가 늘어야 한다. 과거 화웨이의 기린 프로세서가 성공한 것도 고급형 스마트폰 출하량이 1천만 대 단위로 급증해 선순환을 형성했기 때문이다. 화웨이가 반도체 개발을 위해 계속 자금을 ‘수혈’하지 않아도 됐다.
미국 제재가 계속되자 화웨이는 기린 프로세서 생산을 중단했다. 하이실리콘의 기술 개발은 휴면기에 들어가 다음 기회를 기다리고 있다. 카운터포인트리서치 자료를 보면 2020년 2분기 16%로 퀄컴과 미디어텍 다음이었던 하이실리콘의 모바일 프로세서 출하량 점유율이 1년 뒤 3%로 떨어졌다. 2022년 2분기부터 하이실리콘의 비중은 거의 사라졌다.
현재 세계 고급형 모바일 AP 시장은 애플과 퀄컴의 각축장이다. 애플은 안드로이드 시장을 잠식해 점유율을 늘리고 있다. 이반 램은 “안드로이드 진영이 애플의 확장을 막을 수 있게 퀄컴의 반도체가 돕지 못하면 안드로이드 진영 휴대전화 제조사가 SoC 개발에 직접 뛰어들 수도 있다”고 말했다.

ⓒ 財新週刊 2023년 제20호
OPPO芯猝死
번역 유인영 위원