반도체 분야 현직자가 쓴 글이고 디씨 펌글이니 반말 양해부탁드립니다.
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[K반도체, 수십조 쏟은 中 공장 투자·공정 막힐 판] [첨부1]
https://www.sedaily.com/NewsView/29LVZOJKYC

삼성은 왜 이미지센서에 17나노 '핀펫' 공정을 도입했을까 [첨부2]
https://www.sedaily.com/NewsView/22SSDJPTDF

SK하이닉스-LG디스플레이-메타, 마이크로OLED ‘3각 동맹’ 맺는다 [첨부3]
https://www.thelec.kr/news/articleView.html?idxno=19762

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미국의 대중국 반도체 장비 규제는 단순히 신규 장비뿐만 아니라 기존 보유 장비들의 유지보수를 위한 부품이나 장비사 인력들의 반입마저 금지함.
그 기준이 되는 공정기술이 디램은 18나노(1xnm), 낸드는 128단 이상부터임.

현재 중국에 있는 메모리 반도체 FAB의 기술력 수준이

삼전 낸드 FAB: 128단
하닉 디램 FAB: 15나노(1znm)
하닉 낸드 FAB: 144단
(중국) YMTC 낸드 FAB: 128단
(중국) CXMT 디램 FAB: 18나노(1xnm)

인데, 이 때문에 미국의 규제안에 전부 다 걸림. 지금 중국 YMTC와 CXMT가 큰일난 게 뭐냐면 신규 장비 수입뿐만 아니라 기존 보유 장비들의 유지보수마저 싸그리 막혀 버렸기 때문임.

그래서 첨부 1에 나온 것처럼 쟤네들 지금 장비 수리할 부품마저 없어서 장비가 고장나면 해체해서 다른 장비 부품으로 땜빵하는 동류 전용(Cannibalization)까지 하는 막장 상황임. 또한 장비 수리해 주는 장비사 전문 인력(CS 엔지니어)들마저도 전부 철수해서 어떻게든 자기 혼자서 고쳐 볼려고 눈물의 똥꼬쇼를 하는 중임.

칩메이커라고 해도 반도체 제조 장비의 모든 걸 다 알 수 없음. 장비는 장비 만든 애들이 제일 잘 아니까. 그러다 보니 중국기업들 장비 가동률이 현재 바닥을 기는 상황임. 정상적인 공장 운영이 사실상 불가능함. 중국 정부가 보조금 미친듯이 퍼주니 버티는 거지 정상적인 경우라면 회사 샷다 진작에 내렸어야 하는 절망적인 상황임.

그리고 원래라면 삼전과 하닉의 중국 공장들도 저 꼴이 되었어야 함. 왜? 미국의 규제 기준에 걸리니까. 그런데 미국 정부가 1년 봐 줘서 올해 10월까지는 규제 대상에서 예외임.

따라서 삼전과 하닉에 가장 중요한 건 올해 10월 이후에도 기존 장비들의 유지보수가 가능하냐 불가능하냐임. 언론에서 이슈화 하는 신규 장비 반입 여부는 아주아주아주 부차적인 이슈임. 현재 중국 공장이 생산 CAPA의 40%나 되는 상황에서 만약 올해 10월부터 YMTC나 CXMT처럼 기존 장비들의 유지보수가 막히면 당장 CAPA의 40%가 날아가거든. 회사 샷다 내릴 수도 있는 큰일난 상황임.

그런데 나는 미국이 절대 그렇게까지는 안 할 거라고 생각했음. 미국이 동맹국인 한국을 배려하는 것도 있지만 삼전과 하닉의 중국 공장이 현재 메모리 반도체 생산에서 매우 큰 비중을 차지하고 있기에 당장의 유지보수마저 힘들어지면 공급망에 큰 교란이 오게 되고, 또 중국이 그 과정에서 큰 이익을 보게 될 수도 있기 때문임.

중국이 이득을 본다는 게 무슨 말이냐면 미국이 당장 규제를 가혹하게 적용하면 공장 자체가 가동이 어려워져서 결국 삼전과 하닉은 중국 공장을 급하게 헐값에 팔고 나올 수밖에 없는데 그러면 그걸 누가 낼름 할까?

특히 중국이 낸드는 YMTC가 성과를 좀 낸다고 쳐도 디램은 메이저 업체들과 기술 격차가 너무나도 커서 많이 힘들어하는데 하닉 우시 디램 공장을 낼름 하면 그 기술 격차를 크게 좁힐 수 있겠지. 현재 CXMT 공정기술이 디램 1xnm(18나노) 수준인데 그보다 2~3세대는 공정기술이 앞서는 하닉 디램 FAB을 낼름 한다는 건 엄청나게 큰 의미임.

즉, 미국이 삼전과 하닉에 중국에서 빠져 나올 시간(중국 공장의 선단공정과 CAPA 비중을 점진적으로 줄여 나감)을 주는 건 한국을 배려해서도 있지만 그게 미국의 국익에도 부합하기 때문임.

결국 미국이 규제를 가혹하게 적용해서 중국이 삼전, 하닉의 중국 공장을 날로 먹게 되면 그것이야말로 미국의 큰 실책 아닐까?

그렇게 보면 미국 상무부 차관이 현재 수준에서 일정 범위보다 더 높은 수준의 반도체를 삼전과 하닉의 중국 공장에서 생산하지 못하게 할 것이라고 했는데, 이 말은 사실상 현재 장비들의 유지보수는 허용하되 추가적인 공정기술 업그레이드나 장비 반입은 막겠다는 뜻으로 보임.

내가 미국이 한국을 엄청 많이 봐줬다고 생각하는 게 바로 이 때문임. 중국과 똑같은 수준으로 규제를 적용했으면 삼전, 하닉은 진짜 망했음. 여기 반도체 현직들도 많을 텐데 장비사 CS 엔지니어들이 싹 다 철수하는 게 얼마나 끔찍한 상황인지 잘 알 것임. 가장 베스트 시나리오는 미국이 삼전과 하닉의 중국 공장을 계속 봐 주는 건데 그건 현실성이 전무하고(계속 봐 달라고 미국에 요청하긴 하는데 내부적으로도 별 기대는 안 함), 따라서 현실적인 범위 내에서 미국이 한국을 많이 배려해줬다고 생각함.

그렇다면 앞으로 삼전과 하닉의 중국 공장이 어떻게 될 지를 예측해 보려면 삼전의 11라인, 13라인과 하닉의 M10 FAB 사례를 참고하면 될 것 같음.

반도체 FAB은 선단공정을 진행하려면 장비 업그레이드와 신규 장비 반입을 해야 하는데, 기업들은 투자 대비 이익을 고려해서 이 FAB을 업그레이드 할지, 아니면 다른 FAB을 업그레이드하거나 새로운 FAB을 지을지 결정함.

예컨대 삼전 화성의 11라인과 13라인, 그리고 하닉 이천의 M10은 구형 8인치 웨이퍼 생산라인을 개조한 FAB이라 선단공정으로의 업그레이드 효율이 낮음. 그래서 삼전과 하닉은 이 FAB들을 더 이상 업그레이드 하지 않고 다른 FAB에 투자를 하고 있으며, 20나노 수준의 레가시 디램 공정만 진행하다가 점차 CIS나 파운드리 공정으로 전환하고 있음.

첨부 2~3에 나온 것처럼 삼전 11라인은 이미 CIS로의 전환을 끝냈고, 13라인은 전환 중이고, 하닉 M10도 CIS로의 전환을 거의 대부분 끝냈고 장기적으로는 파운드리도 일부 진행할 예정임.

여기서 재밌는 게 첨부 4처럼 하닉 M10은 2015년까지만 해도 하닉 디램 CAPA의 거의 절반을 차지했었는데, 그 후 M14와 C3 등 신규 디램 FAB들이 오픈하고 M10에 신규 투자가 거의 이뤄지지 않으면서 이제는 디램 CAPA에서 차지하는 비중이 얼마 안 됨. 첨부 4에서 20년 말 기준으로 전체 디램 CAPA 월 35만 장 중 5만 장 수준이고, 현재는 저때보다 M10 비중이 더 줄어 들어서 하닉 전체 디램 CAPA 월 40만 장 중 M10 디램 CAPA는 월 1만 장도 안될 것임. 웨이퍼 환산 CAPA가 5% 정도지 비트 환산 기준은 훨씬 더 낮을 것임. 20나노급 레가시 공정이니까.

즉, 삼전과 하닉의 중국 공장도 장기적으로 저렇게 된다는 말임. 과거에 디램 전체 CAPA의 50%를 차지하던 FAB(M10)에서 지금은 디램 거의 생산 못 한다고 해서 하닉이 망했냐? 혹은 치명적인 손실을 입었냐? 그게 전혀 아니잖아? 하닉이 8년에 걸쳐 점진적으로 M10 FAB을 디램 양산에서 도태시킨 것처럼 중국 공장도 그렇게 도태시키면 큰 문제 없이 연착륙이 가능함.

언론에서 호들갑 떠는 것처럼 중국 공장에 수십 조원 투자했는데 싸구려 반도체만 생산하게 되니, 혹은 지금 CAPA가 40%나 되는데 공정 업그레이드를 못하니 망했다 이거는 사실과 거리가 멀다는 것임. 반도체 전혀 모르는 기자들의 자극적인 보도일 뿐임.

원래라면 중국 공장에 진행했을 선단공정 전환투자를 전부 한국에서 진행하고, 이를 위해 평택, 용인에 대규모 반도체 라인이 들어서면 장기적으로 중국 공장의 CAPA 비중은 하닉 M10 FAB처럼 크게 줄어들 것임. 그래서 장기적으로 큰 문제가 없을 것이라는 말임. 대신 한국에 신규 공장 건설은 계획보다 좀 더 서둘러야겠지. 거기에 장비를 반입해야 하니까.

그리고 어차피 중국 공장은 레가시 공정으로도 써먹을 데가 적지 않은데, 이제 자율주행 자동차가 주요 메모리 수요처로 떠오를 텐데 자율주행은 안정성이 가장 중요하다 보니 레가시 공정으로도 충분하거든. 예컨대 지금 Automotive향으로 들어가는 디램이 20나노급 공정으로 알고 있음. 그래서 중국 공장은 장기적으로는 자율주행용 메모리로 전환하고, 더 시간이 지나면 M10처럼 CIS나 레가시 파운드리 용도로 전환하던가 하겠지. 이처럼 중국 공장은 골수까지 쪽쪽 다 빨아먹고 완전히 깡통이 된 후에 버리던가 말던가 할 것임.

그래서 미국의 중국 공장 규제에서 가장 중요한 건 지금 당장 보유한 장비들의 유지보수가 가능하냐 아니냐이고, 그것만 가능하다면 삼전과 하닉 모두 그리 큰 손실 없이 중국에서 Exit가 가능함. 미국이 한국을 많이 배려해준다는 것도 그렇게 해주기 때문인 것이고.

+ 추후 작성된 글

미국 규제에 따른 삼전, 하닉의 공장 운영 계획

https://gall.dcinside.com/mgallery/board/view/?id=galaxy&no=791643&search_pos=-785767&s_type=search_name&s_keyword=.EB.BF.8C.EC.9E.89&page=1

[SK하이닉스, 15조 투자…청주에 신규 반도체 공장 건설한다]
https://n.news.naver.com/mnews/article/015/0004746629?sid=105

[SK하이닉스는 미래 성장기반을 확보하기 위해 충북 청주에 신규 반도체 생산 공장인 ' M15X'(eXtension)를 건설한다고 6일 밝혔다.]
[SK하이닉스는 시장 상황 등을 종합적으로 고려해 이미 확보된 부지에 M15의 확장 팹인 M15X를 예정보다 앞당겨 착공하기로 결정했다.]

지금 사람들이 착각하는 게 삼전, 하닉의 중국 공장 장비 반입이 당장 어려워져서 완전 X됐다는 건데 그건 헛소리고, 일단 올해까지는 미 상무부의 라이센스 덕분에 아무런 문제 없이 장비 반입이 계속되고 있음

그리고 그 라이센스도 내년에도 연장될 것 같음. 내부적인 전망 뿐만 아니라 여기 실제 미국 상무부와 협상 진행하는 정부 관계자 분도 5년까지는 라이센스 연장이 될 것 같다는데,

삼전, 하이닉스 입장에서 가장 최악이 기사에도 나왔듯 당장 장비 반입이 중단되는 것임. 그러면 당장 기존 장비들 유지 보수도 못 해서(장비뿐만 아니라 부품, 유지보수 인력도 반입 불가능해짐) 반도체 생산에 치명적인 타격이 발생하게 됨. 그런데 현재 상황은 그게 아니라서 많이 다행임.

이런 게 다 미국이 동맹국인 한국을 배려해주는 것도 있지만 삼전, 하닉의 중국 반도체 공장이 갑자기 가동 중단하면 전세계 반도체 공급망에 대혼란이 오기 때문에 그걸 방지하기 위함인 것도 있음. 그만큼 한국 메모리 반도체가 전 세계에 중요함.

이런 상황에서 삼전, 하닉 모두 중국 공장은 장비 업그레이드를 포기하고 현상 유지만 하며 신규 설비투자는 전부 한국에 진행할 계획임. 삼전은 평택과 평택 이후 신규 캠퍼스 (용인)에 몰빵할 예정이고, 하닉은 27년 용인클러스터 가동 전까지

1. 이천 M16 FAB 잔여 클린룸 절반에 디램 장비 반입 (+M14 낸드 장비를 M15/M15X로 이설하고, M14 잔여 공간에 디램 투자해서 디램/낸드 혼용에서 디램 전용 FAB으로 전환함)
2. 청주 M15 FAB 잔여 클린룸 절반에 낸드 장비 반입
3. 첨부 2처럼 청주에 M15X 신규 건설해서 25년 이후 클린룸 수요 대응 (하닉이 지금 돈이 없음에도 M15X 건설 일정 땡기는 이유는 M15X 없으면 나중에 진짜 장비 반입할 클린룸 공간이 없기 때문임)
4. 그래도 클린룸이 부족하면 청주에 M17 건설

이렇게 될 것임. 그러면 삼전, 하닉 모두 한 5년 후에 중국 공장에 추가 장비 반입이 중단되도 큰 문제는 없을 것임.
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참고로 국내 반도체 기업들이 운영중인 중국 공장들의 크기의 경우

삼성전자 시안 낸드 FAB : 3.5만 평
하이닉스 우시 디램 FAB : 2.0만 평
하이닉스 대련 낸드 FAB : 1.0만 평

입니다. 신규로 국내에 건설되고 있는 삼성 평택 FAB 크기는

P1 : 4.1만 평
P2 : 4.5만 평
P3 : 5.5만 평
P4 : 5.5만 평 (건설 중)
P5 : 5.5만 평 (예정)
P6 : 5.5만 평 (예정)

입니다.  여기에 용인 남사읍 부근에 메가팹 5개를 추가 건설한다고 하니 장기적으로 중국 공장의 의존도는 크게 줄어들게 됩니다.
하이닉스도 최근 용인 원삼면쪽에 토지수용 문제를 해결하고 4개의 FAB을 짓기로 계획을 했는데 그 각각이 5만평 정도 됩니다.

즉 중장기적으로 중국공장의 의존도는 크게 낮아집니다.

마지막으로 최근 삼성의 용인 투자 결정에 대해서 삼성 내부적으로 미국의 공장 건립 계획을 대폭 축소한것이 아니냐 하는 시각이 있습니다.

[삼성전자, 국내 300조 투자…'쉘퍼스트' 전략 문제 없나]
https://n.news.naver.com/mnews/article/003/0011746415?sid=101

[삼성전자가 지난해 텍사스주 감사관실에 제출한 세제 혜택 신청서에 따르면 중장기 공장 설립에 필요한 총 투자액은 1921억달러(252조6000억원) 수준이다.]

삼성전자는 작년에 원화기준 20년간 252조원 규모의 미국투자 계획을 밝혔습니다. 대부분이 파운드리 관련투자액입니다.

그리고 이틀 전 발표된 용인에 파운드리 신규투자계획에 따르면 20년간 300조원 규모입니다.
이를 두고 삼성이 미국의 반도체 보조금 법안을 살펴보고 미국 투자를 대폭 줄이고 국내투자로 선회한 것이 아니냐하는 시각이 있습니다.

삼성 '시스템반도체' 중심 韓으로… "美 애로사항 많아"
https://biz.newdaily.co.kr/site/data/html/2023/03/16/2023031600056.html

[반도체업계에선 지난달 28일(현지시간) 미국 상무부가 발표한 반도체과학법(칩스법) 보조금 지급 기준이 국내 반도체 기업들에게 불리한 독소조항이 대거 포함된 탓에 국내 투자로 선회하는 결정을 내린 것이라는 해석을 내놓고 있다.]

실제로 현재 미국에서 투자가 확정나서 건설이 진행중인 곳은 테일러 1공장 뿐입니다.