대만의 칩 슈퍼스타가 된 진짜 비결

1969년 여름, 23살인 시친테이가 미국행 비행기에 탑승했을 때, 그는 다른 세계로 향하고 있었습니다. 그는 사탕수수 밭으로 둘러싸인 어촌 마을에서 자랐습니다. 그런 시골 뜨기에 자랐던 그가 현재 대만의 칩 슈퍼스타로 성장했다고 합니다. 오늘은 시친테이 박사에 대한 성공 비결 및 일대기를 가볍게 한번 적어보고자 합니다.

대만의 칩 슈퍼스타의 성공비결

그는 대만의 수도인 타이베이에서 대학을 다니게 되었는데, 그 당시 타이베이는 먼지가 많은 거리와 회색 아파트 건물이 많았으며, 자동차를 소유한 사람은 드물었던 도시였습니다. 이제 그는 프린스턴 대학교에 진학했습니다. 미국은 달에 사람을 보내고, 보잉 747을 날리고 있던 시기였습니다. 그 당시 미국의 경제 규모는 소련, 일본, 독일, 프랑스를 합친 것보다 컸습니다. 지금은 77세인 시 박사는 "달에 착륙했을 때 충격을 받았다"고 말합니다. "혼자 생각했어요, 대만은 너무 가난해서, 내가 뭔가 도와서 대만을 더 잘 살게 만들어야겠다'고요." 그리고 그는 그렇게 했습니다.

시 박사와 젊고 야심찬 엔지니어들은 설탕과 티셔츠를 수출하던 섬을 전자제품 강국으로 변모시켰습니다. 오늘날의 타이베이는 부유하고 트렌디한 도시입니다. 고속 열차는 섬의 서쪽 해안을 따라 350km/h의 속도로 승객들을 운송합니다. 한때 세계에서 가장 높은 건물이었던 타이베이 101은 도시의 번영을 상징하는 건물로, 도시를 조망하며 우뚝 솟아 있습니다. 이 중 일부는 손톱보다 작은 장치 덕분입니다. 웨이퍼 두께가 얇고, 실리콘 반도체는 아이폰부터 비행기까지 우리가 사용하는 모든 기술의 핵심입니다. 대만은 현재 우리 삶을 움직이는 칩의 절반 이상을 생산하고 있습니다. 대만의 최대 제조업체인 대만 반도체 제조회사(TSMC)는 세계에서 9번째로 가치 있는 기업이라고 볼 수 있습니다.

대체할 수 없는 대만의 기술

현재 대만은 거의 대체할 수 없는 국가이면서 동시에 취약한 국가입니다. 중국은 최첨단 칩의 공급이 끊길까 봐 대만의 지위를 빼앗기 위해 수십억 달러를 투자하고 있습니다. 대만을 점령할 수도 있다는 위협을 내놓고 있습니다. 하지만 대만이 칩이 슈퍼스타가 되기 위한 길은 쉽지 않을 것입니다. 대만은 엔지니어들이 수십 년 동안 고된 노력을 통해 연마한 비밀 노하우를 가지고 있기 때문입니다. 게다가 대만의 제조업은 미중 경쟁이 격화되는 가운데 상호 의존적인 경제 네트워크를 해소하기 위해 노력하고 있습니다.

작은 혁명에서 200억 달러의 공장까지 과정

설탕에서 실리콘으로 시 박사가 프린스턴에 도착했을 때 "미국은 이제 막 반도체 혁명을 시작하고 있었다"고 그는 말합니다. 로버트 노이스가 개인용 컴퓨터 혁명을 촉발한 마이크로칩의 초기 버전인 실리콘 웨이퍼 한 장에 전자 부품을 집적하는 '모놀리식 집적 회로'를 만든 지 10년도 되지 않았기 때문입니다. 시 박사는 졸업 후 2년간 버로스 코퍼레이션에서 메모리 칩을 설계한 뒤, IBM에 이어 컴퓨터 제조 분야에서 두 번째로 큰 회사에서 근무했습니다. 당시 대만은 석유 파동으로 수출이 급감한 후 새로운 산업을 찾고 있었습니다.

실리콘은 가능성이 있어 보였고, 시 박사는 자신이 도움을 줄 수 있다고 생각했습니다: "이제 고향으로 돌아온 때가 되었다고 생각했습니다." 1970년대 후반에는 대만 최고의 전기 엔지니어들과 함께 일하면서 대만 경제의 재건에 큰 역할을 하는 새로운 연구소인 산업기술연구소에 참여했습니다. 작업은 타이베이 남쪽의 작은 도시인 신주(新竹)에서 시작되었으며, 현재는 TSMC의 거대한 제조 공장이 위치한 글로벌 전자 제품 허브로 발전했습니다. 이 칩 공장은 축구장 몇 개 크기만한 작은 공간이지만, 지구에서 가장 깨끗한 장소 중 하나입니다. 제조 공정은 철저히 비밀로 유지되며 외부 카메라의 출입이 금지됩니다. 대만 남부에 위치한 팹 18은 약 200억 달러 규모의 최신 공장으로, 곧 차세대 아이폰에 사용될 3나노미터 칩 생산을 시작할 예정입니다.

세계 최대의 칩공장이 되는 과정

이 모든 것은 시박사와 그의 동료들이 1970년대에 실험 공장을 개설했을 때 상상한 것보다 훨씬 더 놀라운 결과입니다. 그들은 미국의 주요 전자 제품 제조업체로부터 라이선스를 받은 기술을 보유하고 있었으며, 이 공장은 모기업보다 더 좋은 성과를 거두었습니다. 그 이유는 설명하기 어렵고, 지금까지도 대만의 성공 공식은 알려지지 않았습니다. 시박사는 "원래의 RCA 공장보다 생산량은 훨씬 좋았고 비용은 더 낮았습니다. 이를 통해 정부는 우리가 정말로 무언가를 해낼 수 있을지도 모른다는 자신감을 얻었습니다."라고 말했습니다.

대만 정부는 처음에 유나이티드 마이크로일렉트로닉스 코퍼레이션에 초기 자본을 투자했으며, 1987년에는 세계 최대의 칩 공장인 TSMC가 되었습니다. 이 회사를 운영하기 위해 중국계 미국인 엔지니어이자 미국 전자 제품 대기업 텍사스 인스트루먼트의 임원 출신인 모리스 창을 영입했습니다. 93세로는 운이 좋았거나 천재적이었거나 아니면 둘 다였던 모리스 창은 오늘날 대만 반도체 산업의 아버지로 알려져 있습니다. 당시에는 전례가 없던 '파운드리 모델'은 업계의 판도를 바꾸고 대만이 선두주자가 될 수 있는 기회를 열었습니다. 타이밍은 더 좋을 수 없었습니다.

매년 1조개의 칩을 생산하는 대만기업

애플, 퀄컴, 엔비디아와 같은 실리콘 밸리의 스타트업들은 자체적으로 팹 공장을 건설할 자금이 없었고, 칩 없이는 작동할 수 없는 칩 제조업체를 찾기 어려웠습니다. 시박사는 "선도적인 반도체 회사에서 잉여 생산 능력을 사용할 수 있는지 물어보아야 했습니다."라고 말합니다. "그러던 중 TSMC가 나타났습니다." 이제 캘리포니아의 '팹리스' 기업들은 대만의 칩 제조업체와 파트너 관계를 맺어 설계를 훔치거나 경쟁할 필요가 없게 되었습니다.

시박사는 "TSMC의 첫 번째 규칙은 고객과 경쟁하지 않는 것입니다."라고 말합니다. 전 세계는 매년 1조 개 이상의 칩을 생산합니다. 최신 자동차에는 1,500개에서 3,000개의 칩이 사용되고, 아이폰 12에는 약 1,400개의 반도체가 탑재되었다고 알려져 있습니다. 2022년 팬데믹 기간 동안 전자 제품에 대한 수요 급증으로 공급 부족이 발생하여 세탁기와 BMW의 판매량이 모두 영향을 받았습니다. 대만은 조 단위 이상의 칩의 절반 이상과 대부분의 최첨단 칩을 생산하며, 이러한 대만의 놀라운 성공은 대량 생산 능력에 기인합니다. 다시 말해, 대만의 제조업은 놀라울 정도로 효율적입니다.

실리콘 칩을 만드는 것은 비용이 많이 들고 어려운 작업입니다. 초순수 실리콘에서 시작되는 작업은 대형 잉곳에서 이루어지며, 각 잉곳은 성장하는 데 몇 일이 걸릴 수 있으며 최대 100kg까지 무게가 될 수 있습니다. 다이아몬드 커터가 슬래브를 얇은 웨이퍼로 자르고, 기계가 빛을 이용해 각 웨이퍼에 작은 회로를 에칭합니다. 하나의 웨이퍼에는 수백 개의 마이크로프로세서와 수십억 개의 회로가 포함될 수 있습니다.

결국 중요한 것은 칩으로 사용할 수 있는 각 웨이퍼의 면적, 즉 수율입니다. 1970년대 미국 기업의 수율은 10%로, 최대 50%였습니다. 1980년대에는 일본 기업의 수율이 평균 60%에 도달했습니다. TSMC는 80%에 가까운 수율로 이를 뛰어넘는 것으로 알려져 있습니다. 시간이 지남에 따라 대만 제조업체들은 점점 더 작은 공간에 많은 회로를 집적하는 데 성공했습니다. 최신 극자외선 리소그래피 장비를 사용하여 TSMC는 한 개의 마이크로프로세서에 1,000억 개 이상의 회로를 식각할 수 있습니다. 이는 평방밀리미터당 1억 개 이상의 회로를 식각할 수 있는 양입니다.

대만이 제조업에 최고인 이유

대만 기업이 이러한 기술을 잘하는 이유는 무엇일까요? 그 이유를 정확히 아는 사람은 없는 것 같습니다. 시 박사는 이유가 간단하다고 생각합니다. "우리는 최신 장비를 갖춘 새로운 시설을 보유하고 있었습니다. 최고의 엔지니어를 고용했습니다. 기계 조작자들도 높은 기술을 갖춘 사람들이었습니다. 그리고 단순히 기술을 도입하는 데 그치지 않고, 미국인 선생님들로부터 교훈을 얻고 지속적인 개선을 적용했습니다." 대만 최대 전자 회사에서 수년간 근무한 한 청년도 이에 동의합니다: "대만 기업들은 기술 분야에서 큰 혁신을 이루는 데는 서툴다고 생각합니다.

하지만 다른 사람의 아이디어를 가져와서 더 개선하는 데는 매우 능숙합니다. 이는 시행착오를 거듭하며 작은 것을 계속 수정함으로써 가능합니다." 반도체 팹에서는 기계를 지속적으로 보정해야 하기 때문에 이 점이 중요합니다. 마이크로칩을 만드는 것은 엔지니어링이지만, 그 이상의 것입니다. 어떤 사람들은 이를 미식가들의 만찬과 비유하기도 합니다. 같은 레시피와 재료를 가진 두 명의 요리사라면, 더 좋은 요리사가 더 맛있는 요리를 만들 수 있습니다.

대만의 비밀 소스

다시 말해, 대만은 비밀 소스를 갖고 있습니다. 모든 것이 시작된 곳은 TSMC 본사입니다. 그곳은 신주 과학단지이긴 하지만 자신의 이름이나 회사의 이름을 밝히고 싶지 않는 이 청년은 대만 기업이 또 다른 이점을 가지고 있다고 말합니다. 그는 "미국의 소프트웨어 엔지니어와 비교하면, 대만 최고의 회사에서도 엔지니어의 급여는 상당히 낮습니다."라고 말했습니다. "하지만 대만의 다른 산업과 비교하면 급여가 좋은 편입니다.

그래서 몇 년 후에는 대형 전자 회사에서 일하면 주택 대출을 받고 자동차를 살 수 있습니다. 결혼도 할 수 있죠. 그래서 사람들은 이를 받아들입니다." 그는 매일 07:30에 회의가 시작되고, 보통 19:00까지 주 6일 근무가 이어진다고 설명했습니다. 공장에 문제가 생기면 일요일이나 공휴일에도 호출을 받기도 했습니다. "사람들이 일을 하려고 하지 않는다면, 회사는 망할 것입니다. 사람들이 기꺼이 어려움을 감내하기 때문에, 이 회사가 성공할 수 있는 것입니다." 아무리 봐도 대단한 사람임에 틀림이 없는 것 같습니다. 여기까지 대만의 칩 슈퍼스타인 시친테이 박사의 성공비결 포스팅을 마치겠습니다.