[분석정보] AMD가 바라보는 x86시장 점유율 50%의 전략

 

 

반도체 업계의 팹리스화 트랜드와 AMD

 

 현재 전통적인 CMOS 기술은 한계에 가깝기 때문에, 공정의 이전이 어려워지고 있다. 그 것이 공정 기술 개발과 새로운 Fab 건설 비용을 끌어 올리고 있다. 비용 증가는 IDM (독립 반도체 메이커)을 압박하고 IDM에 자사 Fab의 새로운 공정의 제조를 단념시켜, 팹리스로의 전환을 촉구한다. 반도체 Fab을 분리하는 AMD의 움직임은 이러한 반도체 업계 전체의 트랜드의 일례에 불과하다.

 

 AMD는 이러한 반도체 업계 전체의 큰 트렌드를 부각시켰다. 회사에 따르면, 제조 캐파시티를 분사하여 팹리스 모델로 움직이는 것은 이 상황에서는 합리적인 판단이라고 한다. 파운드리의 수요가 늘어나기 때문에 파운드리 컴퍼니를 설립하는 것에 비즈니스 찬스가 있다고 AMD는 설명한다. AMD의 움직임은 업계 전체의 움직임에 대응하여 그곳에서 성공하기 위한 전략이라는 평가다.

 

 

파운드리 기업의 차별화

 

 

크게 적절한 성장 기회

 AMD의 Fab 계획을 자세히 보면 AMD의 전략의 배경과 목적을 잘 알게된다.

 

AMD는 새롭게 설립하는 "The Foundry Company"로 자사의 Fab을 이전한다. 새로운 회사는 AMD의 제품을 제조 할뿐만 아니라 타사의 칩 위탁 생산도 한다. 또한 새로운 회사는 AMD만의 출자가 아니라 투자 벤처 기업의 출자도 받는다. 아랍 에미리트 토후국 중 하나인 아부 다비 (Abu Dhabi) 정부 소유의 투자 회사 Advanced Technology Investment Company (ATIC)가 AMD와 대등한 출자자가 된다. ATIC가 과반수인 65.8%를 소유하고 AMD가 34.2%를 소유하는 형태가 될 예정이다.

 

 AMD에서 새로운 The Foundry Company로 옮기는 Fab은 2개. 독일 드레스덴에 있는 "Fab 36"과 기존의"Fab 30"을 개수한 "Fab 38" 이다. The Foundry Company에서 신설되는 Fab은  하나. 뉴욕에 건설하는 "Fab 4x (가칭)"이다. 총 3개의 Fab을 The Foundry Company는 운용한다.

 

 

2009년 외관 : 파운드리 기업 설립

 

 

글로벌 우수 거점

 

2개의 첨단 Fab에 새로운 Fab을 더해 3 Fab 체제로

 

 AMD는 현재 드레스덴의 Fab 36에서 주력인 CPU 제품을 제조하고 있다. 45nm 공정의 제품을 내고있는 것은 이 Fab이다. AMD의 Fab 이름은 AMD의 창설로부터의 연수에 따라 붙여져있다. 드레스덴의 첫 번째 공장인 Fab 30이 생산을 시작한 것이 2000년으로, 두 번째의 Fab 36은 2006년에 생산을 시작했다. Fab 38은 2009년에 시작으로, Fab 4x는 2010년대 생산 시작된다.

 

 

드레스덴의 Fab 36

 AMD는 Fab 36에 생산을 이전시키면서 병행해서 옆에 있는 기존의 Fab 30의 개수도 시작했다. 일반적으로 첨단 팹은 5 ~ 7년 정도 되면 최첨단 공정 기술에 대응할 수 없게된다. 그래서 20억 달러 정도 써서 Fab 30을 새롭게 만들어 300mm 웨이퍼의 신공장 "Fab 38"으로서 내년 (2009 년)부터 출하를 시작할 예정이다. 이것에 의해 AMD는 2개의 첨단 Fab에서 제조 할 수있는 태세를 갖추게 된다. AMD는 이 2개의 Fab을 The Foundry Company로 옮겨 CPU 제조를 위탁한다.

 

 

Fab 30 -> 38의 확장 계획

 또한 AMD는 미래의 팹 "Fab 4x"를 미국 뉴욕에 건설하는 계획도 Fab 30의 전환 계획 전에 발표했다. 이 차기 Fab은 당초 "Fab 4x" 이라는 가칭으로 불렸지만, 현재 AMD는 가칭을 사용하지 않는 것 같다.

 

 뉴욕의 새로운 Fab은 2011 ~ 2012년에 생산을 시작할 계획이며, 22nm 공정을 목표한다.  즉, Fab의 건조 비용이 45 ~ 60억 달러 ($3.5 - $6B)로, 공정의 개발 비용이 13억 달러 ($1.3B)에 이르는 단계에서 만든 계획이다. 실제로 AMD는 40 억 달러의 투자를 계획하고 있다. 물론, 이 자금은 현재의 AMD는 조달하는 것이 어렵다. 따라서 아랍 에미리트 토후국 중 하나인 아부 다비 (Abu Dhabi) 정부가 소유한 국부 펀드인 Advanced Technology Investment Company (ATIC)의 자금을 의지하게 되었다고 생각된다.

 

 

NY 주 북부의 Fab 계획

 

 

2개의 첨단 Fab에서 CPU 제품을 제조 가능한 체제

 

 The Foundry Company는 3개의 Fab에서 AMD 시대에는 실현 될 수 없었던 방대한 제조 캐파시티를 실현한다. 실제로, 뉴욕의 "Fab 4x"에서 제조가 궤도에 오를 무렵에는, Fab 36은 첨단 공정에서 벗어나기 시작할 것으로 보인다. 피크로는 3개의 Fab이 중첩되서 첨단 CPU를  제조하는 시기가 있을지도 모르지만, 기본적으로는 첨단 Fab이 2개의 구상이라고 추측된다. 남는 1개의 Fab는 시든 공정으로 제조하는 것으로 추정된다.

 

 그러나 AMD 시대와 달리, The Foundry Company는 파운드리로서 타사 제품도 제조 할 예정이기 때문에 시든 공정의 생산량도 쓰임새가 있다. 또 AMD는 CPU 용의 SOI (silicon-on-insulater) 공정뿐만 아니라, GPU 등 일반적인 로직 제품에 사용할 수 있는 벌크 공정의 생산도  시작 시킨다고 설명한다. 따라서 ATI 브랜드의 GPU나 타사의 다양한 칩의 제조를 행할 수 있게 된다.

 

 

지리적으로 분산된 글로벌 생산 용량

 

 

장기적인 생산량 로드맵

 AMD에서 스핀 아웃하는 The Foundry Company의 제조 계획은 AMD의 목적을 부각한다. 이 계획에서는 항상 2개의 첨단 Fab이 가동하게 된다. 따라서 AMD는 Intel의 20%에서 대항 가능한 제조 능력을 장기에 걸쳐 손에 넣을 수 있다.

 

 AMD는 지금까지의 대부분의 기간 동안 1개의 Fab에서 최첨단 CPU를 제조하는 태세로 임했다. 피크에서는 2개의 Fab이 중첩되어 첨단 CPU를 제조하는 경우도 있었지만, 기본적으로는 첨단 Fab은 하나의 태세였다. 하지만 1 Fab에서 제조 할 수 있는 웨이퍼 매수로는 x86 계 PC & 서버 시장 전체의 작은 점유율 밖에 취하지 못했다. AMD는 과거에 최대 20% 대의 점유율 밖에 취할 수 없었다. AMD 제품이 시장에서 큰 성공을 거뒀어도 20% 대 이상의 점유율에 합당한 만큼의 생산 용량을 확보하지 못했다.

 

 그에 대해 Intel은 항상 복수의 Fab (현재는 3 ~ 4 Fab)에서 CPU를 제조한다. 따라서 x86 계 PC & 서버 시장 CPU의 80% 이상의 점유율을 조달하는 것이 가능하다. Intel을 지탱하는  힘의 원천은, 이 압도적인 시장 점유율을 배경으로 하는 영향력이며 그것이 항상 AMD를 불리한 입장에 몰아 넣었다.

 

 예를들면, PC 벤더는 자사의 제품 라인업을 짤 경우에 AMD만으로 구성 할 수 없다. 반드시 Intel에 의지하지 않으면 안되기 때문에, Intel의 의향에 좌우되기 쉽다. AMD가 이 상황을 타파하기 위해서는 x86에서 Intel과 호각으로 싸울 절반 점유율을 잡을 필요가 있다. 그러나 AMD는 1개의 Fab만으로 제조하고 있는 한은, 시장 점유율을 거기까지 늘릴 수 없다.

 

 

절반의 시장 점유율을 잡기 위해 필요한 2 Fab 태세

 

 이러한 상황에 있었기 때문에, AMD 에게는, 첨단 Fab을 2개 이상 동시에 돌리며, 시장 점유율의 50%를 커버하는 것은 염원이었다. 그러면 The Foundry Company의 새로운 체제로 그것이 가능하게 되는 것인가? 3개의 Fab은 각각 25,000wspm (Wafer-Start-per-month)의 생산량이다. 피크에서는 각각 연간에 30만 웨이퍼의 아웃풋이 가능하다.

 

 덧붙여서, 이 숫자는 200mm 웨이퍼 자체의 AMD Fab의 초기 웨이퍼 아웃풋과 거의 같다. 웨이퍼가 200mm에서 300mm로 대형화 된 만큼 제조 할 수 있는 칩 개수는 배로 증가했다. 즉, 1개의 Fab의 용량은 구 Fab 30을 건설할 당시와 비교하면 거의 2배가 되었다.

 

 다만 AMD의 생산량 계획을 보면, Fab 38과 뉴욕 Fab 4x는 피크의 숫자보다 낮게 추정되고있다. 반대로 Fab 36은 더 높은 견적인데 이유는 알 수 없다. 이 차트를 보는 한, 2014년 시점에서의 Fab 38과 Fab 4x의 생산량은 총 50만 웨이퍼 이상이 된다.

 

 이것은 300mm 웨이퍼 환산이기에, 만약 AMD의 CPU의 평균 다이 사이즈 (반도체 본체의 면적)가 전통적인 100 제곱 mm 대 중반이라면 1 웨이퍼 당 450개 정도가 채취된다. 양품이 350개 정도 채취 된다면, 제조 가능한 CPU 개수는 연간 1억 8,000만 정도가 된다. 300개라면 1억 5,000만. 다만, 향후는 Intel의 Atom이나 AMD의 "Bobcat (밥캣)"계의 경량 다이 (반도체 본체)의 작은 CPU가 차지하는 비율이 커질 것으로 생각된다. 따라서 평균 다이 크기가 작아지고, 채취되는 CPU 개수는 2억 개를 크게 넘는 것이다. Fab 38과 Fab 4x만으로 이만큼의 생산량을 가지게 된다.

 

 그 시점에서의 x86계 시장 규모는 어느 정도가 되는 것인가? AMD의 예측은 아래의 슬라이드와 같다. 2012년 경이면 전세계에서 데스크톱 PC가 1억 5,000만 정도, 노트북 PC가 3억 미만으로 총 4억 5,000만 미만이 된다. 만약 AMD가 2억을 크게 넘는 제조 능력을 가질 수 있다면, 시장의 절반을 억제하는 것이 가능하게 된다.

 

 

NY 주 북부의 Fab 계획의 타임 라인

 

 

칩의 다이 크기와 제조 개수

 

 

 

Fab 수와 PC 시장 점유율의 관계

 Fab을 2개로 하면, AMD는 CPU 시장에서 Intel에 대항 할 수 있는 시장 점유율을 취할 가능성이 나온다. 제품 자체가 시장에서 성공하는 것이 전제이지만, 적어도 공급할 수 있는 능력을 가지게 된다. AMD가 그만큼의 공급력을 가지면 PC 및 서버 업체들은 라인업을 AMD로 채우는 것도 가능하며, Intel의 지배력이 약해진다.

 

 그러나 기존의 IDM 모델의 경우, 이만큼의 제조 능력을 갖는 것은 위험이 높았다. 만약 샌상량을 채울만큼의 시장 점유율을 얻지 못하는 경우, Fab이 놀아 버려, Fab에 대한 투자를 회수하지 못하고, 이익을 줄이기 때문이다. 즉, 기존의 AMD에서는 시장 점유율을 얻지 못하는 경우에는 시장에서 이익이나 매출이 줄어들뿐만 아니라 Fab의 감가 상각이 진행되지 않는다는  리스크를 안고 있었다.

 

 반면, Fab을 파운드리로 분사화 한 경우는 AMD 제품으로 생산량을 채우지 못한 경우는, 타사 제품을 생산하는 것으로 채울 수 있다. Fab 측의 위험은 회피할 수 있게 된다. 이와 점에서, 신 체제에는 이점이 있다. AMD로는 위험을 줄이고, Intel에 대항 할 수 있는 제조 캐파시티를 손에 넣을 수 있는 전략이라는 것이다.

 

 이렇게 보면 AMD가 증대되는 위험을 피하고, Intel에 대항하기 위해서는, 이번 Fab 분사화 라고 하는 선택은 합리적인 측면이 있는 것을 알 수 있다.

 

 

업계 팹리스로의 전환이 CPU 아키텍쳐에도 변화를

 

 AMD의 이번 움직임으로 볼 수 있듯이, 반도체 산업의 팹리스로의 모델 변화. 이것이 이대로 진행된다면, 그 결과는 어떻게 될까. 예를 들면, CPU 아키텍쳐나 CPU 제품에는 어떤 영향이 나오는 것인가.

 

 대략 원칙론을 말하면, 경쟁상은 좋은 효과가 있다. 우선, 제품 개발에서는 보다 공격적인 아키텍쳐를 취하는 경향이 강해져, 기존 메이커 이외의 신규 참가의 여지가 생긴다. 또 AMD에 대해 말하면, 위험을 경감시켜 Intel과 점유율 싸움을 전개할 수 있다. 물론 현실에서는 좋게 가지 못하는 요소가 다수 있지만, 이론 상으로는 그렇게 될 가능성이 있다.

 

 지금까지 IDM인 큰손의 PC용 CPU 메이커는, 제품 개발에서 신중하며 보수적 일 수 밖에 없었다. 실패하면 뼈아프기 때문이다. Fab을 안은 IDM은 Fab을 채우기 위해 일정한 시장 점유율을 확보해야 한다. 점유율을 줄이면 Fab이 놀아 버려, 이익이 줄어 버리기 때문이다.

 

 따라서 성공이냐 실패냐의 위험이 큰 전략보다도, 현재 가지고 있는 쉐어를 떨어뜨리지 않는 견실한 전략이 더 선호된다. 반대로, 시장에서 대성공해도, 제조 캐파시티가 한정되기 때문에, 공급량은 일정 이상으로 할 수 없다. 이것도 도전적인 방법으로 시장을 노리는 것의 방해가  된다.

 

 그러나 팹리스 모델로 이전하면, Fab의 캐파시티를 채우는 것을 걱정할 필요가 없어진다. 따라서 보수적인 아키텍처에서 점유율을 유지하는데 급급할 필연성이 얇아진다. 혁신적인 아키텍처로 도전하는 것이 상대적으로 용이하다.

 

 실제, 지금까지도 Transmeta처럼 독특한 아키텍처로 도전하는 것은 팹리스였다. 팹리스의 경우, 만약 혁신적인 접근으로 시장에서 성공하는 경우도 여러 파운드리에 제조를 위탁하여 늘어난 점유율에 걸맞은 제품 공급이 가능하게 된다. 현실에서는 쉽지 않은 측면도 많지만, 원칙적으로는 점유율에 따른 생산량 조정이 하기 쉽다.

 

 

부가가치가 높은 아키텍처로 향해

 

 팹리스 쪽이 혁신적인 아키텍처를 취하는 이유는 그외에도 있다. 자사 Fab의 IDM은 감가 상각이 진행된 Fab에서 싼 칩을 대량으로 만들어 벌 수 있다. 반면 팹리스 메이커의 경우는 파운드리에 위탁하는 제조 비용이 그만큼 절감되지 않는다. 따라서 싸고 마진이 작은 칩을 대량으로 만드는 것보다, 다이 (반도체 본체) 면적에 비해 가치가 높은 칩을 만드는 쪽이 맛있다.  이러한 사정으로 부가가치가 높은 방향으로 아키텍처를 향하는 경우가 있다. 저소비 전력으로 부가가치를 붙인 Transmeta가 좋은 예다. Transmeta는 당초 스타트 업으로는 비교적 높은 ASP (평균 판매 가격)을 달성했다.

 

 AMD의 경우는 팹리스라고 말해도, 분사화 한 Fab의 반수 가까운 소유권은 유지하기 때문에  반드시 위의 구도는 합당하지 않다. 그러나 장기적으로 보면, AMD를 포함해서 CPU 아키텍쳐 개발의 자세가 바뀌어 갈 가능성은 있다.

 

 팹리스 모델이 큰손의 반도체 기업에서도 일반적이 되면, 파운드리가 발달하고 팹리스 메이커의 경우에 선택의 여지가 많아진다. 잘 되면, 첨단의 IDM이, 첨단 로직 공정 제품을 끈다는 지금까지의 도식이 무너지기 시작할 가능성이 있다. 예를들면, AMD에서 스핀 아웃하는 The Foundry Company를 이용하는 팹리스 기업은 이론상은 AMD와 동렬의 공정 기술을 이용할 수있게 된다. x86 명령을 하드웨어 구현하는 경우는, 파운드리 측의 라이센스 문제가 있지만, 그것에 대해도 선택지가 늘어난다.

 

 AMD의 Fab 스핀 아웃이 상징하는 것은 반도체 업계 전체의 변화이며, 그것은 CPU 아키텍처나 CPU 비즈니스에도 영향을 줄 것이다.

 

2008년 12월 10일 기사

 

최대한 긍정적으로 쓰여진 글인데, 반대로 진행 됐죠.

 

 

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