(책책책) 현명한 반도체 투자 : 우황제 (f. 왜 우리는 반도체 투자로 돈을 못 버는 걸까?)

 

교보문고

안녕하세요. 뜬구름홍입니다.

 

요즘 반도체 관련 부정적인 시선이 넘쳐나는 것 같습니다.

 

그런 기념으로? 반도체 관련 책을 이것저것 살펴보고 있습니다.

 

좋은 내용이 있어서 공유해봅니다!

 

* 참고로 전반적인 책 내용은 반도체의 기본부터 기업, 투자 사이클, 업황 정보 등으로 이루어져 있습니다. 개인적으로 초반 부분은 반도체가 이런 거구나, 그리고 이러한 공정들이 중요하구나 등을 살펴볼 수 있었고 결국 끝은 투자이기 때문에 반도체 산업의 특징과 왜 반도체 투자로 돈을 벌기 힘든지에 대한 내용을 집중적으로 살펴보겠습니다.

 

(책 속에서)


반도체 레시피의 비밀

봐도 알 수 없는 반도체 레시피

맛집으로 유명한 식당에 갔다가 음식이 너무나 맛있어서 레시피가 너무나 궁금했던 적이 있다. 도대체 어떻게 만들길래 이렇게 독창적으로 맛있을 수 있는지, 왜 다른 식당들은 이렇게 만들지 못하는지 정말 궁금했다. 어떻게 하면 레시피를 알아낼 수 있을까? 하는 생각도 스쳤다. 사장님에게 레시피를 알려달라고 부탁할 수도 있고, 식당에 입사해 주방에서 일하는 방법도 있을 것이다. 그러나 이런저런 방법을 쓴들 사장님이 레시피를 친절히 알려 줄리 만무하다.

 

(중략)

반도체도 마찬가지다. 삼성전자가 새로운 반도체 제품을 출시하면 경쟁사와 연구개발자들은 바로 삼성전자의 제품을 분해한다. 소위 까본다"라는 표현을 쓴다. 제품을 여러 방향으로 조심스럽게 분해하고 전자현미경과 각종 측정 장비를 통해 내 부 모습과 구성 성분을 확인하는데 수 주에서 수개월의 시간이 걸린다. 그러면서 경쟁사는 삼성전자의 새로운 제품은 내부가 어떻게 생겼고, 어떤 소재를 활용했고, 기존 제품과 차이점은 무엇인지 어느 정도 수준까지는 알아낼 수 있다. 삼성전자 제품뿐만이 아니다. SK하이닉스가 새로운 제품을 출시해도, 마이크론이 새로운 제품을 출시해도 경쟁사들은 해당 제품을 전부 분해하고 분석한다. 이러한 작업은 비단 반도체 산업에서만 이루어지는 것이 아닐 것이다.

그러나 경쟁사가 제품을 어떤 구조로 만들었고 어떤 소재로 만들었는 지 알아내더라도 바로 따라서 만들 수는 없다. 사실 장벽은 지금부터 시작이다. 새로 출시한 반도체에 A라는 물질이 새롭게 도입됐는데, A라는 물질을 도대체 어떻게 만들어냈 는지 알아내는 데만 수년의 시간이 걸린다. 가는 기둥 모양을 만들어 캐패시터를 완성했는데, 이러한 모양을 어떻게 구현했는지 알아내는 데도 수년의 시간이 필요하다. 

 

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마이크론 같은 선두 업체는 각 업체들이 쌓은 노하우와 기술 기반이 있으므로 경쟁사의 제품을 따라 만드는데 1년 내외로 충분한 때도 있다. 그러나 D램 제조 경험이 전혀 없는 업체라면 경쟁사의 레시피를 유사하게 구현하는 데까지 수년의 시간이 필요하다.

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반도체는 라면 수프보다 더욱 다양한 종류의 소재로 구성된다. 이들 소재를 만들어내기 위해서는 소금이나 고춧가루와는 비교도 되지 않을 만큼 다양한 종류의 원재료 중 일부를 골라내 배합해야 한다. 반도체 제조사는 경쟁사의 반도체 제조 레시피를 알 수 없으므로 기술 격차를 따라잡기 위해서는 노하우를 축적하는 시간을 가져야 한다. 이는 반도체 산업의 가장 근본적인 진입 장벽이다.

이러한 장벽이 만들어지는 이유는 칩 제조가 소재 기술에 근거하기 때문이다. 만약 반도체가 노동 집약적인 산업이고 인력만 동원하면 누구나 따라 만들 수 있는 제품이라면 우리나라 반도체 산업의 전망은 매우 어두울 것이다. 노동집약적 산업은 저렴한 인건비를 바탕으로 타사보다 더욱 저렴하게 만드는 것이 핵심 경쟁력이기 때문에 진입 장벽은 인건비 차이가 전부다. 그러나 소재 기술은 노하우가 집약되어야 결과를 창출할 수 있는 영역이다.

이는 비메모리와 메모리 제조 공정에서 모두 나타나는 공통점이다. 한국, 미국, 대만의 반도체 제조 기술을 빠르게 따라잡고 싶어 하는 중국이 아무리 대규모 자금을 투입해도 관련 노하우를 취득하기 어려운 것은 바로 이런 이유 때문이다. 이러한 상 황에서 가장 빠르게 경쟁사를 따라잡을 수 있는 방법은 경쟁사의 인력을 확보하는 것이다.

 

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반도체 핵심 공정 중 유해물이 배출되지 않는 공정은 사실상 없다고 봐도 무방하다. 웨이퍼가 라인에 투입되는 순간부터 해로운 세정 소재들이 끊임없이 뿜어져 나오며, 증착과 식각 공정은 유해물로 시작해 유해물로 끝난다. 포토 공정에 사용되는 유기물 소재들은 대체로 벤젠을 함유하고 있어서 주요 발암 물질로 꾸준히 지적 돼왔다. 장비 내부에 직접 투입되는 원재료 소재 외에도 각종 화학반응을 거치면서 유해 물질이 끊임없이 발생한다. 평범한 사람은 평생 한 번 구경조차 할 일 없는 물질이 대부분으로, 어지럼증이나 구토를 유발하는 유해성이 약한 물질부터 각종 암을 유발하는 유해성이 강한 물질까지 다양한 유해 물질이 발생하는 것으로 알려져 있다. 이들 물질은 공장 내부에서 잘 관리되는 것도 중요하지만, 외부에 배출되는 것을 막는 것이 무엇보다 중요하다.

 

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그런데 전자 기기는 이처럼 미세한 배선에 대응하지 못한다. 따라서 패키징 공정이 추가로 필요하다. 패키징 공정은 칩을 전자기기에 부착하기 위해 제품 규격에 맞춰 전기 신호가 오갈 수 있도록 별도의 배선을 형성한다. 또한 칩들은 외부에 그대로 노출되면 수분과 빛 등 외부 환경에 쉽게 손상된다. 외부에서 가해지는 충격도 치명적이다. 따라서 패키징 공정은 칩이 외부 환경에서 완전히 분리될 수 있도록 밀봉한다.

 

생각해 보자. 모 제과사에서 만든 초코파이가 비닐 포장도 없이 슈퍼마켓 진열대에 놓여 있다면 과연 먹고 싶겠는가? 패키징 공정은 외부 기기와 연결하기 위한 칩의 최종 완성 공정이자 칩을 안전하게 보호해 주는 포장 공정인 셈이다. 이외에 도 패키징 공정은 칩에서 발생하는 열을 외부로 수월하게 방출할 수 있도록 경로를 확보해 주는 임무도 맡는다.

지난 반도체의 발전은 전공정의 미세화로 요약된다. 더욱 저렴한 제조 비용과 더욱 높은 성능은 대부분 미세화를 통해 구현되므로 반도체 기술에 관한 관심은 상당 부분 전공정에 집중되어 있었다.

이에 반해 패키징 공정을 비롯한 후공정은 전공정에 비해 진입 장벽이 낮은 영역, 전공정보다 투자 필요성이 적은 영역으로 인식 돼온 게 사실이다. 그러나 반도체 칩의 성능이 발달함에 따라 후공정도 비약적인 발전이 이뤄졌고, 이제는 칩의 성능을 좌우하는 중요한 영역이 됐다.

(중략)

 

친환경 같은 사회적인 이슈는 패키징 공정에 사용되는 소재의 변화를 요구하고 있다. 이에 따라 패키징 기술은 종전과 달 리 전공정 못지않게, 어쩌면 전공정보다도 더욱 빠르게 변화를 거듭하는 중이다. 이러한 변화는 기술적인 관점에서도 중요하겠지만, 새로운 투자 기회를 수반하는 경우가 많으므로 투자자에게도 중요하다.

 

(중략)

과거에는 칩 성능을 비약적으로 향상하기 위해 전공정에서의 미세화가 가장 중요한 변수였다. 그러나 트랜지스터의 크기가 원자 수십 개에 불과한 수준까지 작아짐에 따라 미세화 전략은 기술적 어려움과 비용 증가라는 한계를 모두 극복해야 했다.

 

특히 EUV, 원자층 증착 공정이 도입되고 칩이 만들어지기까지 더욱 많은 노광기가 사용됨에 따라 미세화를 통한 원가 절감 효과는 가파르게 떨어졌다.

 

또한 트랜지스터가 원자의 영역에 더욱 가까워짐에 따라 개발자들이 예상한 수준의 성능이 구현하는 게 어려워졌다. 이에 따라 성능을 개선하기 위해 트랜지스터의 구조를 빈번히 바꿔야 했으며, 이 과정에서 공정 수가 전반적으로 증가하면서 비용 또한 추가로 상승했다.

이처럼 전공정을 통한 칩 성능 향상이 점차 한계를 나타내자 반도체 업체들은 칩의 이종화를 통한 칩의 성능 향상으로 눈을 돌리기 시작했다. 칩의 퍼포먼스를 전반적으로 향상시키기 위해서는 칩 자체의 성능이 개선되어야 한다는 기존 인식과 달 리, 완성된 칩들을 잘 이어 붙여주기만 해도 전자 기기의 성능을 추가로 개선할 수 있다. 무어의 법칙(Moores Law, 반도체 집적회로의 성능이 18개월마다 2배로 증가한다는 법칙)과는 전혀 다른 방식으로 기술적 진보가 이루어진 것이다.

 

(중략)

 

이들 산업을 가리켜 흔히 수주업종이라 이야기한다. 그러나 사실 이처럼 수주업종으로 분류되지 않은 상당수의 제조 기업 도 재무제표상에는 수주 기업의 특징이 뚜렷하게 나타나지 않지만, 알고 보면 수주를 기반으로 사업을 영위하는 경우가 흔하다. 제과 회사의 과자류나 빙과류와 달리 고객사의 요청이 들어와야만 계약에 따라 한정적으로 제품을 만들어내는 비즈니스 모델은 굳이 수주업종으로 분류하지 않는 많은 일반 제조업에서도 쉽게 볼 수 있다.

비메모리반도체 산업은 칩의 다품종화가 활발히 진행되며 팹리스와 파운드리로 분업화가 활발히 이뤄졌다. 파운드리가 생산하는 칩은 철저히 수주 계약을 바탕으로 만들어진다. 파운드리는 독자적인 제품 생산을 진행하지 않고 오직 팹리스 고객사의 요청에 따라 정해진 분량의 칩만 제조(Make To Order)한다.

 

이렇듯 모두 사전 계약으로 이루어지므로 파운드리는 재고 자산을 걱정할 필요가 없다.

사전에 주문받은 대로 칩을 찍어내서 제조를 의뢰 한 고객에게 모두 넘겨버리기 때문이다. 이에 따라 제품이 팔리지 않아 재고가 늘어나거나, 이로 인해 제품의 가치가 떨어질 리스크를 걱정할 필요가 없다. 제품을 얼마나 많이 만들어내든 사전 수주 계약에 따라 매출액이 발생하기 때문이다.

 

(중략)

이에 반해 메모리반도체 산업은 소수 업체가 과점을 형성하며 소품종 대량 생산 중심으로 발달했다. 이 과정에서 주요 제품은 수주 계약과 무관하게 자체적인 제조 절차(Make To Stock)에 따라 제품을 만든 뒤 전방 시장의 고객에게 판매하는 것이 일반적이다.

 

즉, 잔뜩 만들어서 창고에 쌓아두었다가 어느 날 고객이 찾아오면 판매하는 것이다.

삼성전자와 SK하이닉스 같은 메모리반도체 업체는 하나의 기업이 시장 예측부터 시작해서 제품 개발과 생산, 판매, 유통까지 모두 도맡아 진행하는데, 이 과정에서 시장 예측을 기반으로 설비 가동 계획을 세운다. 설비 가동이 시작되면 동일한 제품을 계속 생산해서 완성된 제품을 재고 자산으로 창고에 쌓아둔다.

 

이 과정에서 제품 가격은 절대적으로 시장의 수요-공급에 의해 결정된다. 따라서 수요와 공급이 조금만 엇갈려도 가격이 크게 변동한다.

시장 예측에 실패해서 수요 이상으로 공급 물량이 대폭 늘어나면 창고에 쌓이는 물량이 급증해 가격은 뚝뚝 떨어진다. 반대로 공급이 부족하면 제품은 찍어내는 대로 시장에 팔려 나가며, 수요자들 사이에서 구매 경쟁이 발생해 제품 가격은 상승한
다. 

 

수요가 점차 늘어나며 제품 가격이 상승하기 시작하면 고객사들은 낮은 가격에 제품을 구입하기 위해 무리해서라도 제품 구입을 늘리게 되고, 이 과정에서 제품 가격은 더욱 빠르게 뛰어오른다.

특히 메모리반도체는 수요가 너무 많아져 설비 생산 능력이 수요를 따라가지 못하게 되면 추가 설비를 갖추는데 오랜 시간과 막대한 비용이 든다. 즉, 공급이 확대되기까지 시일이 걸리므로 이 과정에서 제품 가격은 더욱 급격히 상승한다.

반도체 업황은 좋아진다는데 삼성전자 주가는 회복이 더딘 이유

 

삼성전자, SK하이닉스, 마이크론이 만드는 대부분의 D램과 낸드 플래시는 수요와 공급의 불일치에 따라 가격이 빠르게 변동하는 구조를 갖는다.

수요와 공급이 조금만 차이나도 가격은 수 배씩 널뛰기할 수 있다. 이로 인해 이들 기업의 영업이익은 전적으로 제품의 시장 가격에 의해 결정된다.

D램과 낸드 플래시의 판매량 증가보다 단가 상승이 기업의 이익을 결정하는 중요한 변수가 된다.

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이러한 이유로 전 세계 반도체 업황이 전반적으로 반등하면 파운드리 기업들의 이익 증가와 주가 반등은 비교적 앞서 발생하고 메모리반도체 기업들의 이익 증가와 주가 반등은 뒤이어 발생하는 경향이 나타난다.

 

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비트그로스, 메모리 성장은 개수가 아닌 비트로 판단한다

메모리 용량의 가장 작은 단위는 비트(bit)다. 비트가 8개 모이면 1바이트(byte)가 되고, 1바이트가 1000개 모이면 1킬로바이트(Kb)가 된다. 1킬로바이트가 1000개 모이면 1메가바이트(Mb)가 되고, 1메가바이트가 1000개 모이면 1기가바이트(Gb)가 된다. 

 

요즘에는 데이터 사용이 크게 늘어나 기가바이트의 1000배인 테라바이트(Tb)가 용량의 단위로 많이 사용된다. '메모리반도체를 얼마나 더 팔았는가'는 용량의 가장 기본 단위인 비트를 기준으로 한다.

 

작년에 1000비트 분량의 메모리반도체를 판매했고 올해는 2000비트 분량의 메모리반도체를 판매했다면 용량 기준으로 2배 많이 팔았다고 볼 수 있다.

 

이처럼 비트를 기준으로 산출하는 성장률 지표를 비트그로스(bit growth)라 한다.

반도체 산업에 투자하다 보면 가장 빈번히 나타나는 단어가 바로 비트그로스다. 대다수 산업 리포트나 뉴스 기사는 물론 개별 기업의 사업보고서나 증권사 리포트에서도 심심찮게 볼 수 있다. 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론이 시장의 예상보다 메모리반도체를 많이 판매하면 비트그로스 서프라이즈가 발생한다. 그러면 곧 시장의 향후 예측치가 상향되고, 업황 개선에 대한 기대감이 주가에 추가로 반영될 가능성이 높아진다.

 

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특히 후자와 관련, 많은 투자자가 '사이클 저점에서 매수해 사이클 고점에서 팔면 수익이 나겠지'라고 생각하지만 이처럼 쉬운 사이클 투자는 이 세상 어디에도 존재하지 않는다.

 

가장 큰 문제는 사이클의 저점이 생각보다 오래 지속되는 동안 대부분의 투자자가 시장을 떠난다는 것이다.

 

또한, 다음 사이클에서는 저점이 생각보다 빨리 끝나 매수 타이밍을 느긋하게 기다리던 이들에게 매수할 기회를 주지 않는다.

 

또한 다음 고점이 생각보다 늦게 와 주가가 오르는 초기에 많은 투자자가 '별 볼 일 없는 수준의 익절'로 투자를 끝내버린다.

 

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반도체 산업에 대한 전반적인 내용을 알 수 있었습니다.

 

무엇보다 이제는 미세공정보다는 후공정이 대세를 자리 잡는 추세라는 점.

 

(미세공정은 워낙 투입 연구 대비 아웃풋 효율이 더는 안 되는 상황. 반면에 후공정은 낮은 진입장벽으로 인해 점점 다양한 시도가 나오고 있다는 점. 즉, 과거 미세공정으로 효율을 끌어올리는 때보다는 후공정을 개발시켜 반도체 성능을 업그레이드시키는 편이 요즘 대세)

 

또한, 반도체 투자로 돈을 못 버는 가장 큰 이유는 결국 인내심과 조바심 때문인 것을 알게 되었습니다.

 

지금 같이 대한민국 대표 기업인 삼성전자와 SK하이닉스의 지지부진한 주가를 보면 왜 그렇게 돈 벌기가 쉽지 않은지 체감할 수 있겠습니다...

 

무튼 주식 투자로 돈을 버는 사람은 보통 사람은 아니라는 점! (또는 상당히 보통 사람이 이하라는 점! - 즉 일반적인 사람들은 돈 벌기가 참 쉽지 않다는 것...!)

 

그럼 끝!