반도체 제국의 미래는 반도체 제조와 관련된 업체들의 도전과 시련의 역사를 이해하기 쉽게 풀어쓴 책으로 생각된다.
나는 지금 인공지능 자연어 처리 기술을 이용한 서비스를 개발하는 스타트업에서 근무하고 있어서 그런지 "반도체 제국의 미래" 책 내용이 더 많이 와 닫게 되었다.
2022년에 ChatGPT가 시장에 발표되면서 LLM(Large Language Model)이 IT 업계의 중심 키워드가 되었고, 업계에서 LLM을 도입하여 자신의 서비스를 개발하거나 ChatGPT를 이용하여 서비스를 개발하려는 시도를 진행 중이거나 이미 서비스에 적용하여 기능 출시를 한 업체가 많다.
우리가 알고 있는 MS의 빙 검색, 구굴의 검색, 네이버의 검색에 LLM 기능이 적용되어 채팅을 이용한 검색 서비스를 제공하고 있고, 이미지 생성, 마케팅 문구 생성, 업무 이메일 내용 생성등 업무 생산성 향상을 위한 다양한 툴을 업체에서 개발하여 제공하고 있다.
LLM 기반의 서비스를 개발하기 위해서 LLM 을 학습하고 서비스를 하는 일명 "모델 서빙"을 하기 위한 인프라가 필요하다. 이런 LLM을 위한 인프라는 우리가 이미 많이 알고 있는 엔비디아의 A100, H100 등의 모델 학습 및 서비스 모델 서빙을 위한 가속기 카드를 필수로 요구한다.
이미 대부분의 서비스는 퍼블릭 클라우드(아마존 AWS, MS 애저, 구굴 GCP 등) 기반으로 구축되어 서비스가 되고 있는 상황에서 클라우드의 LLM 모델 서비스를 위한 가속기 카드의 수요를 폭증시켰고, 이미 클라우드에 대량의 서버 메모리, SSD 수요를 창출했는데 여기에 LLM을 위한 가속기 카드의 수요도 폭발적으로 요구되었다.
퍼블릭 클라우드를 사용할 수 없는 업체에서는 자체 IDC에 LLM 서비스를 위한 서버 인프라를 구축하는 계기를 만들었다.
퍼블릭 클라우드와 Onpremise IDC의 서버 수요 및 LLM 가속기 카드의 수요 폭증으로 엔비디아는 연일 매출이 확대되고 있고, 즐거운 비명을 지르고 있는 상황이다.
어떻게 보면 나는 반도체 역사와 궤를 같이 한 세대라고 생각되어 이 책을 읽으면서 응답하라 1994를 떠올리게 되었다.
나는 중학교 들어가면서 초등학교 때 모든 저금을 그때 한참 비싼 HDD 20메가가 달린 삼보 AT 컴퓨터를 구입하여 사용하기 시작했다.
중학교부터 프로그래밍에 관심이 있어서 대학교에서 전산학을 전공하고 지금 챗봇 서비스를 하는 스타트업에서 개발을 업으로 하고 있지 않나 생각이 된다.
처음 컴퓨터를 접하게 된 게기는 게임을 통해서 관심을 가지게 되었다. MSX PC에 게임용 팩을 꼿아서 하는 게임을 친척집에 방문해서 접하고 컴퓨터에 관심이 생기기 시작했다.
중학교 시절부터 시내에 삼보 컴퓨터 등 조립용 PC를 제작하는 소규모 업체들이 많이 생기기 시작했고, 대부분의 PC 매장은 방문객이 컴퓨터를 사용해 볼 수 있게 해줘서 5.25인치 플로피 디스크에 MS-DOS, MDIR, 여러 흑백 게임을 복사하거나 사용하는 장소로 이용했다.
PC의 발달 역사와 반도체의 발달 역사가 궤를 같이 했다고 생각한다.
XT PC > AT PC > 286 PC > 386 PC > 486 PC > 586 PC > 등등 이후 명칭은 cpu 명칭으로 대부분 부르지 않았나 생각된다.
PC의 명칭은 인텔 CPU의 새로운 세대 제품이 발표되면서 변화되었고, PC 세대가 발달하면서 운영체제도 MS-DOS, 윈도우 3.0, 윈도우 95, 윈도우 98, ME, XP, 비스타, 윈도우 7, 윈도우 8, 윈도우 10, 윈도우 11 등으로 제품 업그레이드 되었다.
새로운 OS가 나오면서 PC의 성능 요구치가 상향 되었고, 이런 요구로 인텔 CPU 세대 교체와 메모리 용량을 증설하여 사용할 수 밖에 없었다. 이런 시기를 나는 윈텔 연합체로 기억한다.
2000년대 초반 인터넷 혁명 및 버블이 IT 수요를 1차 폭발시켰고, 2010년대 모바일 혁명이 IT 수요를 2차 폭발, 2016년 이후로 인공지능 딥러닝, LLM 혁명이 3차 폭발시키고 있다고 생각한다.
이런 IT 수요 폭발이 CPU, 메모리, SSD 수요를 가속화 시켰고, 서비스별 특수 목적을 위해서 특수 목적의 반도체 NAND, G-DDR SDRAM, HBM 등의 수요를 폭발시켰다.
CPU 업계에서는 인텔이 다양한 기능이 향상된 CPU를 개발하므로서 PC, 서버의 CPU 시장을 이끌었고, AMD도 인텔의 도전자로 시장의 한축을 담당했다.
모바일 혁명이 시작되면서 ARM 기반의 다양한 CPU를 애플, 삼성, 퀄컴, 화웨이 하이실리콘 등의 제조 업체 및 디자인 하우스에서 설계, 제작을 하여 시장에 모바일 디바이스를 위한 CPU로 공급하였다.
메모리 반도체 분야는 삼성전자가 종합반도체 기업(IDM)으로 DDR RAM, NAND 등 메모리 분야에서 업계 선두를 유지하고 있으며, 하이닉스, 마이크론 등의 업체가 반도체 시장의 한축을 각각 담당하고 있다.
시스템 반도체 (파운드리) 분야는 삼성 파운드리, TSMC가 선두를 달리고 있으며, 글로벌파운드리, 인텔, SMIC 등의 업체가 시장의 한축을 담당하고 있다.
현재 중국에서 중국2025를 통해서 반도체 자립을 시도하고 있지만, 메모리 분야는 업계 선두인 삼성전자, 하이닉스의 기술력을 따라오기에는 벅찬 상황인 걸로 보인다.
반도체 업계에 선두로 진입하기 위해서는 미세 공정을 적용하여 반도체 생산 수율 확보를 통한 채산성 확보를 해야지 지속적인 수익을 발생시키면서 새로운 미세 공정으로 이행을 할 수 있다.
현재 중국은 반도체 미세 공정을 따라 오기 위해서 노력을 하고 있지만 시장 선두 업체인 삼성전자, TSMC 등 업체의 미세 공정까지 따라오기에는 요원한 것으로 생각된다.
얼마전 화웨이에서 메이트60 프로를 발표하면서 다량의 중국산 반도체 부품을 확보한 것으로 알려져 미국을 놀라게 했다.
현재 미국은 중국의 중국2025를 달성하지 못하도록 반도체 제조에 필요한 장비를 중국에 수출을 제한하고, 엔비디아에 인공지능 개발 및 서비스를 위한 A100, H100, B100 등의 가속기 카드 수출을 제한하고 있다.
2022년 말 시점에서 우리는 중국의 도전과 미국의 중국의 성장 제한 시키려는 다양한 움직임을 언론을 통해서 전달받고 있다.
중국의 도전은 중국 정부 주도로 진행중인 프로젝트로 막대한 예산을 이용한 보조금이 투입되고 있는 상황이라 반도체 시장의 주도권 확보는 어렵겠지만 중국 내수 시장을 위한 최신 미세공정이 보다는 2~3세대 이전의 미세 공정을 적용한 반도체 생산은 확보하지 않을까 예측한다.
반도체 업계에서 한국의 삼성전자, 하이닉스 등의 한국 업체의 성공을 기원하며 여기서 마무리하고자 한다.
"반도체 제국의 미래" 책에는 삼성전자의 도전의 역사, 인텔의 도전의 역사, AMD의 도전의 역사, 팹리스 업체의 도전의 역사, 미세 공정의 변화의 역사, ARM의 도전의 역사, 중국의 도전의 역사에 대해서 자세히 설명되어 있다.
시간이 허락한다면 IT 업계와 반도체 투자에 관심이 있는 분은 읽어보기를 권하고 싶다.
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