팹리스

팹리스

팹리스(fabless)는 반도체를 만들 때, 하드웨어 소자를 설계하는 일만을 주로 수행하는 회사를 말한다. 즉, 팹리스는 반도체 설계회사라는 의미이다. 여기서 팹은 공장을 의미하는데, 팹리스라고 하면 공장은 없이 설계만 한다는 점을 강조한 것이다.

개요

팹리스(Fabless)는 Fabrication+less의 합성어로, 반도체 제품을 직접 생산(fabrication) 하지 않고 반도체 설계를 전문적으로 하는 반도체 회사를 의미한다. 팹리스 회사들은 설계 및 기술 개발은 하되, 생산은 100% 위탁 생산하여 제품을 판매한다. 대표적인 업체로는 미디어텍, 브로드컴, 애플, 퀄컴 엔비디아, AMD가 있다. 팹리스는 반도체 관련 분야에 한해 적용되는 말이므로 공장이 없는 회사라고 무조건 팹리스라 하면 곤란하다. 이 개념과 반대되는 회사는 파운드리로 삼성전자 DS 부문과 대만 TSMC가 대표적이다.

현재 대한민국은 메모리 분야와 파운드리 분야에서 다소 강세를 나타내고 있다. 대조적으로 대한민국의 비 메모리 분야와 팹리스 분야는 미개척 상태로 중국과 대만의 미디어텍보다 기술에서 뒤처져 있다. 팹리스 분야의 세계 점유율은 1%도 되지 않고 있다. 중국과 대만에 기술격차가 더 벌어지기 전에 비 메모리 분야와 팹리스 분야에 대한 많은 투자와 기술 개발이 매우 필요한 상황이다. 팹리스 회사는 제품의 마케팅이나 기술 개발에만 집중하고 생산은 외부의 공장에 위탁(파운드리) 함으로써 거액의 투자비를 절감할 수 있어 특화된 기업으로의 성장이 가능하다는 이점이 있다. 생산라인을 가지지 않고 R&D에 치중을 한다는 부분이 겹치는 특성상 특허괴물과 비교되는 일이 많지만 (특허괴물=팹리스)인 것은 아니다. 특허 장사 없이 R&D에 훨씬 더 많은 투자를 하는 팹리스 업체들이 더 많다.

역사

1980년대 이전에, 반도체 산업은 수직적으로 통합되었다. 반도체 기업은 스스로 실리콘 웨이퍼 제조 설비(팹)를 건설하여 운영했고 반도체 기업의 칩을 제조하는 공정 기술을 개발했다. 또한 생산된 칩을 패키징 하거나 검사하는 것도 반도체 기업의 내부에서 실시됐다. 반면에, 비공개 기업 투자의 도움으로, 중소기업이 성장하기 시작했다. 중소기업은 숙련된 공학자가 뛰어난 칩 솔루션에 집중하여 칩 설계를 담당함으로써 기업가의 소질을 발휘하였다. 가장 기술 집약적인 산업에서, 실리콘 제조 공정은 특히 설립한 지 얼마 안 된 기업의 입장에서 비싸다. 그래서 신생 기업은 설계된 칩을 제조하기 위해서 IDM에서 사용된 과잉 설비를 의지해야만 했다. 이것이 팹리스 사업 모델의 탄생이었다. 신생 반도체 기업은 제조 공장을 설립하지 않고도 집적회로를 생산했다. 동시에, 파운드리 산업은 모리스 창 박사가 TSMC라는 기업을 설립함으로써 확립됐다. 파운드리 산업은 혁신적이고 선구적인 팹리스 기업과 연합하여 비경쟁적으로 제조 공급을 제공함으로써 팹리스 모델의 토대가 되었다.

팹리스 사업 모델은 1980년대에 확립되고 곧바로 "기회주의 도구"라고 날카롭게 비난받았다. 그러나 1990년대에 들어 엔비디아, 브로드컴과 자일링스 같은 팹리스 기업은 시장에 안착했고, 사이릭스 같은 기업은 가격경쟁력이 있는 제품을 생산했고 컴퓨터 소자 사업에서 국제 시장을 선도했다. 2007년에 팹리스 모델은 반도체 사업에서 선호 사업 모델이 되었다. FSA는 1994년에 총수입이 2.5억 달러를 넘는 3개 팹리스 기업 시러스 로직, 아답텍과 자일링스만 합류하여 설립됐다. 2007년 기준, GSA는 연간 총수입이 100만 달러를 초과하는 개별적인 10개 팹리스 기업의 합류로 변경되었다. 팹리스 모델은 주요 통합 소자 제조사 (IDM)의 사업 방향 전환에 의하여 더욱 완벽한 사업 모델이 되었다. 예시로, 코넥 산트 시스템즈, 셈텍과 최근에는 LSI 로직도 합류했다. 프리스케일 세미컨덕터, 인피니언 테크놀로지스, 텍사스 인스트루먼트와 사이프레스 세미컨덕터를 포함하여 오늘날 유력한 주요 통합 소자 제조사는 중요한 제조 전략으로써 외주로 칩 제조의 실현을 꾸준히 적용하고 있다.

팹리스 대표 기업

Qualcomm

반도체 회사하면 퀄컴이다. 우리가 쓰는 안드로이드 스마트폰 메인 AP 칩셋 대부분 퀄컴을 사용합니다. 삼성전자의 갤럭시 시리즈에 들어가는 것도 엑시노스나 스냅드래곤이 들어가는데 여기에 통신 관련한 모뎀칩센돗 대부분 퀄컴에서 만들고 팔고 있다. 과거에서부터 사실상 통신 기술과 관련된 독점적인 지위를 가지고서 많은 특허를 보유하고 있는 회사다. 퀵 차지라고 하는 USB 급속충전 기술도 퀄컴의 기술이다. 스마트폰뿐만 아니라 전기자동차, 배터리가 들어가는 전자제품에는 다 적용되는 기술이기도 하다.

Nvidia

엔비디아는 미국의 컴퓨터 그래픽 카드 만드는 회사다. 사람들이 가장 잘 아는 제품은 지포스 그래픽카드를 알 것이다. 실리콘밸리에 회사기 위치하고 있으며, 비디오게임과 관련된 제품 비중이 상당히 큰 회사다. 그래픽 코어와 GPU를 동시에 생산하기 위해서 CPU 업계에도 뛰어들고 있다. 그래픽 칩셋 대부분 TSMC의 글로벌 파운드리에서 생산하고 있다. 최근에는 테슬라 아우디 벤츠에 들어가는 자동차 반도체 칩에도 많은 투자를 하고 있으며, AI 연산에 사용되는 GPGPU를 생산하기에 상당히 앞으로도 주목할 만한 기업이다.

Broadcom

브로드컴은 싱가포르와 미국에 걸쳐있는 다국적 반도체 기업이다. 미국 캘리포니아와 싱가포르에 공동 본사를 두고 있으며 파운드리만 놓고 보자면 세계 3위의 거대한 기업이다. 심지어 2017년에는 퀄컴을 인수합병하려고까지 했던 회사다. 퀄컴과 사업영역 대부분이 겹치며 네트워크용 시스템 반도체를 만들고 있다. 케이블, 모뎀, 셋톱, 스위치, 라우터에 들어가는 유선 인프라 제품, 와이파이 RF칩셋 등의 무선통신, 기업 서버의 커넥터와 컨트롤러를 주로 만들어내고 있다.

MediaTek

대만의 팹리스 반도체 회사는 97년도에 만들어졌으며 초기에는 DVD 용 제어 칩을 많이 만들다가, 블루레이로 넘어간 뒤에, 디지털 TV 시대로 왔을 때 많은 칩들을 만들며 크게 성장했다. 현재에는 모바일 AP, TV용 SoC 셋탑박스용 반도체, GPS, 와이파이 블루투스 칩셋 반도체 제품을 생산하고 있다. 주로 중저가 라인에 들어가는 반도체 칩들이 들어가고 있으며 제품 품질도 좋아 가성비 좋다는 평가를 받고 있는 업체다. 중국의 급격한 IT 산업의 성장으로 덩달아 같이 성장하고 있는 회사다.

AMD

Advanced Micro Devices의 약자가 AMD다. 암드라고도 불리우며 컴퓨터 CPU 분야에서 인텔과 쌍벽을 이루고 있는 회사이며, 그래픽 분야에서도 엔비디아의 경쟁자다. 2000년대 초중반에 불도저라는 칩을 야심 차게 내었다가 완전히 망가졌었는데 2010년대 중후반부터 라이젠 시리즈가 혁신적인 제품 성능을 보여주면서 주가도 회복하고 실적도 회복했다. 요즘은 GPU 분야에서도 엔비디아와의 기술 추격전을 아주 잘해나가고 있다.

Novatek

노바텍은 디스플레이 드라이버 분야에 있어서 세계적인 대만 회사다. 디스플레이가 들어가는 디지털 기기의 성장과 함께 더불어 97년부터 지금까지 계속 성장해오고 있다. 2020년 대비해서 실적이 두배 가까이 성장한 걸 볼 수 있다.

Marvell

Marvell은 5G, 클라우드, 통신 데이터 센터, 보안 네트워킹을 위한 칩셋 설계를 하고 있다. 데이터 중심 수요에 따라서 네트워크 반도체를 설계하는 팹리스 회사라고 보면 되겠다. eSilicon 또한 Marvell이 인수한 것으로 보인다. 지속적인 통신장비 수요 증가로 인해서 꾸준히 성장하는 회사다.

Xlink

1984년 실리콘밸리에서 만들어진 회사이며 현재 미국뿐만 아니라 싱가포르, 아일랜드, 인도, 중국, 호주, 일본에 지사를 두고 있는 회사입니다. 광범위한 FPGA, CPLD를 설계하고 판매한다. 인텔과 경쟁하고 있으며 기술력도 상당히 좋은 것으로 알려져 있다.

Realtek

꽃게 모양의 회사 브랜드 로고가 낯이 익다 했더니 대만 반도체 회사고 유무선 네트워크 칩셋을 만드는 회사다. 90년대 초까지는 그래픽 카드도 만들었던 회사다. 통신 분야에 있어서도 ADSL 사물인터넷 컨트롤러를 만들고 USB 컨트롤러, 메모리카드 컨트롤러를 만든다. 통신칩셋뿐만 아니라 사운드 칩셋, 디지털 방송 칩셋을 제조하고 판매하고 있으며 여전히 잘나가는 회사입니다.

Dialog

다이아로그는 오디오와 관련된 시스템 반도체를 많이 설계하고 만드는 팹리스 업체다. 뿐만아니라 Dialog Semiconductor는 사물 인터넷(IoT) 및 산업용 IoT 애플리케이션에 전원을 공급하는 표준 및 사용자 지정 집적 회로(IC)의 선두 제공 업체다.

관련 기사

한국 팹리스 산업 협회가 반도체 팹리스와 파운드리가 상생하고 국가 시스템 반도체 역량 강화를 위한 멀티프로젝트칩(MPC) 사업을 가동한다. 팹리스별 특화된 반도체 설계 기술을 하나의 칩으로 구현하는 신개념 시양산(Pre-Production) 방식이다. 협회는 MPC가 시스템 반도체 개발 비용 절감뿐 아니라 시제품 생산 수율도 높일 것으로 기대했다. 한국 팹리스 산업 협회는 최근 MPC를 중점 사업으로 선정, 국내 반도체 팹리스 대상 수요 조사에 착수했다. 시스템 반도체 시제품 생산을 지원하는 정부기관과 파운드리 대상으로 사업 협력 체계를 구축할 계획이다. MPC는 기존 여러 회사 반도체 시제품을 파운드리에서 만드는 멀티 프로젝트 웨이퍼(MPW)를 개선한 개념으로 협회가 처음 제안했다. 관련 특허도 출원 중이다.

참고자료

• 〈팹리스〉, 《네이버 국어사전》
• 〈팹리스〉, 《나무위키》
• 우르고니, 〈팹리스 업체 순위 〉, 《티스토리》, 2021-09-30
• 권동준 기자, 〈팹리스산업協, 신개념 시스템반도체 생산 전략 MPC 가동〉, 《전자신문》, 2022-10-04

같이 보기

• 팹
• 공장
• 설계
• 제조
• 가공
• 모형
• 가공물
• 자동차
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• 공업
• 공업화
• 공정
• 파운드리
• 제작
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