경제적 한계로 빛바랜 '무어의법칙'

세계 최대 칩 메이커인 인텔의 공동 창업자 고든 무어가 반도체 산업의 연구개발에 적용하기 위해 만들어낸 '무어의법칙'이 빛을 잃고 있다.

'무어의법칙'은 18개월마다 마이크로프로세서 트랜지스터 수가 2배로 늘어난다는 이론으로, 마이크로 칩에 저장할 수 있는 데이터의 양의 그만큼 빨리 증가한다는 이론이다.

하지만 차세대 연구와 디자인, 설비 유지 등에 들어가는 거액의 비용으로 '무어의법칙'이 한계에 달하고 있다고 파이낸셜 타임스(FT)가 21일 보도했다.

◆마이크로 칩의 진화

'무어의법칙'이 만들어진 1965년만해도 마이크로 칩은 16개의 실리콘 조각으로 구성됐다. 하지만 오늘날에는 무려 6억개 이상의 트랜지스터를 담을 수 있을 정도로 마이크로 칩 산업은 눈부신 발전을 거듭해왔다.

1990년대말 디지털 혁명에 힘입어 정보기술(IT) 업계가 호황을 누리는 동안 컴퓨터 관련 기업들은 앞다퉈 막대한 비용을 투자해왔다. 1997년 인텔은 2바이트짜리 플래시메모리를 선보였고, IBM은 기존의 알루미늄을 구리로 대체한 새로운 회로칩을 내놓으며 반도체 혁명을 일궈냈다. 인텔은 여기서 그치지 않고 최근 뉴욕에 42억 달러를 들여 최첨단 팹을 건설하고 있다.

하지만 최근 들어서는 글로벌 반도체 업계의 치킨게임으로 제살깎아먹기 경쟁이 한창인 가운데 불황에 따른 세계 반도체 업계의 부진과 날로 발전하는 기술에 발맞춰 높아져 가는 고가의 첨단 반도체 장비가 반도체 산업의 앞날에 먹구름을 드리우고 있다.

FT는 칩의 소형화도 언젠가 과학적 한계에 도달하게 되겠지만 그보다는 경제적 한계가 더 빨리 엄습할 것이라고 경고하고 있다.

자료 FT";$size="222,370,0";$no="2009072115081711166_2.jpg";@include $libDir . "/image_check.php";?>◆ 막내리는 '무어의법칙'

반도체 시장 조사업체 아이서플라이의 수석 애널리스트인 렌 젤리넥은 "칩 제조장비의 가격 상승으로 2014년 이후에는 반도체 업계에 적용되던 '무어의법칙'이 끝을 보일 것"이라고 전망했다. 2014년 이후에는 18nm 이하의 초소형 디바이스를 대량 생산할 수 있는 칩 장비 비용이 크게 올라 경제적으로 타산이 맞지 않을 것이기 때문이라는 설명이다.

젤리넥은 또 "앞으로는 회로 폭이 20nm(나노미터=10억분의1미터)로 초소형화하겠지만 칩 생산 장비의 비용 상승으로 '무어의법칙'은 실험실에서만 적용될 것이며, 이로 인해 반도체 산업의 근본적인 경제학이 바뀔 것"이라고 관측했다.

그에 따르면 회로 폭이 18nm에 이르면 반도체 제조 툴이 너무 비싸져 디바이스를 대량 생산할 수 없는 시점에 달한다. 따라서 디바이스 비용도 올라가 제품생산 수명 가치가 비용에 맞지 않을 것이라는 것. 수많은 전문가들이 '무어의법칙'의 종말을 예측하며 그 기술적, 물리적 한계를 언급하는 것도 그 때문이다.

사실 오늘날 '무어의법칙'은 소수의 하이엔드 칩 제조업체들에만 적용된다. 인텔은 "연간 매출이 90억 달러 가량인 기업들만이 첨단 팹을 신설할 수 있는 여력이 있다"고 밝혔다. 새로운 팹을 지으려면 차세대 연구와 디자인, 공장 운영 등 거액의 자금이 필요하기 때문이다. FT는 이를 기준으로 봤을 때 현재 첨단 팹 신설이 가능한 기업들은 인텔, 삼성, 도시바, 텍사스 인스트루먼츠, ST 마이크로 일렉트로닉스 등 소수에 불과하다고 말했다.

◆'무어의법칙'은 원래 경제학이다

일각에서는 1965년 과학잡지 '일렉트로닉스 매거진'에 게재된 '무어의법칙'이 원래 기술분야에 관한 논문이었느냐는 논란도 제기되고 있다.

인텔의 최고회계책임자(CAO)인 앤디 브라이언트는 "무어의 원래 논문은 기술분야를 다룬 논문이기보다는 경제 보고서였다"고 지적했다. 이어 그는 "'무어의법칙'은 과학에 관한 것이 아니었다"며 "그것은 과학이 주도하는 경제 모델에 관한 것이었다"고 거듭 강조하고 있다.

그에 따르면 무어가 말하고자 한 '무어의법칙'은 비용절감에 의해 움직여지는 것이었다. 과학은 점점 더 많은 디바이스들을 통해 기술을 발전시키고, 이것이 대량 생산으로 이어져 비용절감으로 인해 폭발적인 수요를 창출할 것이라는 내용이어서 당연히 경제적 시각으로 접근해야 한다는 것이다.

무어의 이론은 여기서 그치지 않는다. 장기에 걸친 수요는 소비자들이 지지하게 되며, 기업들은 이를 만족시키기 위해 최신의 미래지향적인 장비를 원하기 때문에 거액의 투자를 수반하게 됨에 따라 이것이 반복되면서 팹 장비업체를 먹여 살린다는 경제적인 순환구조를 만들어낸다는 얘기다.

자료 FT";$size="256,366,0";$no="2009072115081711166_1.jpg";@include $libDir . "/image_check.php";?>◆'무어의법칙'에서 소외된 기업들

어플라이드 머티리얼즈의 최고기술책임자(CTO)인 한스 스톡은 "'무어의법칙'에서 소외된 팹 장비 업체들은 합병을 통해 상생을 모색해야 한다"며 "이들 업체는 로직 칩과 D램, 낸드플래시 3가지로 나뉜 반도체 시장에서 늘 새로운 기회를 엿보고 있다"고 밝혔다.

따라서 많은 칩 메이커들은 비용과 리스크를 줄이기 위해 위탁생산을 통한 '팹리스' 칩 모델 개발에 나서고 있다.

인텔은 라이벌인 어드밴스트 마이크로 디바이시스(AMD)와 함께 팹리스(fabless) 칩메이커의 길을 걷고 있으며, 글로벌 파운드리즈를 비롯해 팹을 가진 기업들은 인텔, 삼성과 같은 강자에 맞서기 위해 기업분할을 단행하고 있다.

글로벌 파운드리즈의 더그 그로즈 최고경영책임자(CEO)는 "앞으로 업계에서는 다양한 합작형태가 나타날 것"이라고 전망했다.

배수경 기자 sue6870@asiae.co.kr