[BBC] 대만이 반도체 초강대국이 된 계기

BBC 기사를 번역기로 번역한 포스팅입니다.
원문 기사는 아래의 링크를 확인하세요.
https://www.bbc.co.uk/news/world-asia-67213293

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• 작성자 : Rupert Wingfield-Hayes , Taiwan
• 작성일 : Sun, 17 Dec 2023 00:13:18 GMT

 

1969년 여름, 23살의 Shi Chin-tay가 미국행 비행기에 올랐을 때, 그는 다른 세계로 날아가고 있었습니다.

그는 사탕수수 밭으로 둘러싸인 어촌에서 자랐습니다. 그는 먼지투성이의 거리와 회색 아파트 건물이 있는 도시였던 대만의 수도 타이페이에 있는 대학교를 다녔습니다.

이제 그는 프린스턴 대학을 떠났습니다. 미국은 달에 사람을 태우고 보잉 747기를 하늘로 띄웠습니다. 소련 일본 독일 프랑스를 합친 것보다 경제 규모가 컸습니다.

"내가 착륙했을 때, 나는 충격을 받았습니다"라고 현재 77세인 Shih 박사는 말합니다. "나는 속으로 생각했습니다: 대만은 매우 가난하기 때문에, 나는 더 나은 삶을 살 수 있도록 노력하고 도울 수 있는 무언가를 해야만 합니다."

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그리고 그는 해냈습니다. 쉬 박사와 젊고 야심 있는 기술자들은 설탕과 티셔츠를 수출하는 섬을 전자산업 강국으로 탈바꿈시켰습니다.

오늘날의 타이페이는 부유하고 지위가 높습니다. 고속 열차들은 시속 350 킬로미터로 그 섬의 서쪽 해안을 따라 승객들을 이동시킵니다. 잠시 동안 세계에서 가장 높은 빌딩이었던 타이페이 101은 번영의 상징인 도시 위에 탑을 쌓습니다.

그 중 많은 부분이 손톱만한 크기의 아주 작은 장치에 달려 있습니다. 웨이퍼 두께만큼 얇고, 현재 칩으로 가장 잘 알려진 이 실리콘 반도체는 아이폰부터 비행기에 이르기까지 우리가 사용하는 모든 기술의 핵심을 차지하고 있습니다.

대만은 현재 우리 삶을 움직이는 칩의 절반 이상을 생산하고 있습니다. 대만의 가장 큰 제조업체인 대만 반도체 제조회사는 세계에서 9번째로 가치가 높은 회사입니다.

이로 인해 대만은 거의 대체할 수 없게 되었고, 게다가 대만에 취약하게 되었습니다. 중국은 최첨단 칩들로부터 공급이 끊기게 될까봐, 수십억 달러를 들여 대만의 왕관을 빼앗고 있습니다. 아니면, 중국이 계속 위협해온 대로, 대만이 대만의 왕관을 빼앗을 수도 있습니다.

하지만 대만이 슈퍼스타덤을 차지하기 위한 길은 재현하기 쉽지 않을 것입니다. 게다가, 대만의 제조업은 고조되고 있는 미중간의 경쟁관계가, 지금 되돌리려 하고 있는, 경제적 유대의 그물망에 의존하고 있습니다.

쉬 박사가 프린스턴에 도착했을 때, 그는 "미국은 반도체 혁명을 막 시작하고 있었다"고 말했습니다.

로버트 노이스(Robert Noice)가 전자 부품을 실리콘 웨이퍼 하나에 포장하는 "단일 집적 회로"를 만든 지 불과 10년이 지났습니다. 이는 개인용 컴퓨터 혁명을 촉발한 마이크로 칩의 초기 버전입니다.

Shih 박사가 졸업한 후 2년 동안, 그는 Burroughs Corporation에서 메모리 칩을 설계했고, 컴퓨터 제조 분야에서는 IBM에 이어 두 번째였습니다.

그 당시, 대만은 수출을 밀어낸 석유 위기 이후 새로운 국가 산업을 찾고 있었습니다. 실리콘은 가능성처럼 보였고, 쉬 박사는 그가 도울 수 있다고 생각했습니다: "저는 이제 집으로 돌아갈 시간이라고 생각했습니다."

1970년대 후반, 그는 대만 최고의, 가장 뛰어난 전기 기술자들과 함께 새로운 연구소에 들어갔습니다. - 안정된 소리를 내는 산업 기술 연구소는 대만의 경제를 되살리는 데 엄청난 역할을 할 것입니다.

작업은 타이페이 남쪽의 작은 도시인 신추에서 시작되었습니다. 오늘날에는 TSMC의 거대한 제조 공장들에 의해 지배되는 세계적인 전자제품의 중심지입니다. 각각 축구장 몇 개 크기의 이 칩 공장들은 지구상에서 가장 깨끗한 장소들 중 일부입니다. 더 미세한 제조 세부 사항들은 잘 지켜진 비밀이며, 외부 카메라는 허용되지 않습니다.

대만 남부에 위치한 거의 200억 달러 규모의 팹 18인 이 최신 공장은 곧 차세대 아이폰용 3나노 칩 생산을 시작할 예정입니다.

이 모든 것들은, 1970년대에 실험공장을 열었을 때, 쉬 박사와 그의 동료들이 상상했던 것을 훨씬 뛰어넘는 것입니다. 그들은 미국의 주요 전자제품 제조업체로부터 라이선스를 받은 기술을 가지고 있었기 때문에, 희망적이었지만, 놀랍게도, 그 공장은 모기업을 능가했습니다. 왜 그리고 오늘날까지도, 대만의 성공에 대한 정확한 공식은 여전히 오리무중입니다.

Shih 박사의 회상은 더 프로시컬합니다: "생산량은 원래 RCA 공장보다 더 우수했고, 비용도 더 낮았습니다. 그래서, 이것은 정부에게 우리가 정말로 무언가를 할 수 있을지도 모른다는 확신을 주었습니다."

대만 정부는 처음에는 United Micro-Electronics Corporation을 위해 초기 자본을 투자했고, 1987년에는 세계 최대 칩 공장인 TSMC를 설립했습니다.

그것을 운영하기 위해, 그들은 중국계 미국인 엔지니어이자 미국 거대 전자회사인 텍사스 인스트루먼트사의 전 임원인 Morris Chang을 영입했습니다. 그것은 행운이거나 천재이거나 둘 다의 한 획이었습니다 - 오늘날 93세의 Morris Chang은 대만 반도체 산업의 아버지로 알려져 있습니다.

당시 그는 미국과 일본의 거대 기업들을 상대로 자신들의 게임을 하는 것이 손해라는 것을 재빨리 알아차렸습니다. 대신 TSMC는 다른 사람들을 위해 칩을 제조할 뿐 자신들의 것을 설계하지는 않았습니다.

1987년에는 전례가 없던 이 '파운드리 모델'은 산업의 판도를 바꾸고 대만이 팩 리더로 도약할 수 있는 발판을 마련했습니다.

그리고 그 시기는 이보다 더 좋을 수가 없었습니다. 실리콘밸리의 신생기업들은 애플, AMD, 퀄컴, 엔비디아 등 자신들의 팹공장을 지을 자금이 없었습니다. 그리고 그들은 그들 없이는 작동할 수 없는 칩의 제조업체를 찾는데 어려움을 겪을 것입니다.

쉬 박사는 "그들은 선도적인 반도체 회사들에 가서 그들이 사용할 수 있는 초과 생산 능력이 있는지 물어봐야 할 것"이라며 "그러나 그 때 TSMC가 따라왔습니다"라고 말했습니다

이제 캘리포니아의 "fabless" 회사들은 디자인을 훔치거나 그들과 경쟁하는 데 전혀 관심이 없는 대만의 칩 제조업체들과 협력할 수 있게 되었습니다.

"TSMC의 규칙 1위는 고객과 경쟁하지 않는 것입니다."라고 Shih 박사는 말합니다.

세계는 일년에 1조 개 이상의 칩을 생산합니다. 현대 자동차는 1,500개에서 3,000개 사이의 칩을 가지고 있습니다. 아이폰 12는 전하는 바에 따르면 약 1,400개의 반도체를 가지고 있었습니다. 팬데믹 기간 동안 전자제품에 대한 수요 급증으로 인한 2022년의 부족은 세탁기와 BMW의 판매를 강타했습니다.

대만의 놀라운 성공 - 조 단위 이상의 칩들 중 절반 이상을 선적하고 있으며, 거의 모든 첨단 칩들을 선적하고 있습니다 - 다시 말해서, 대만의 제조업은 믿을 수 없을 정도로 효율적입니다.

실리콘 칩을 만드는 것은 비싸고 많은 노력이 듭니다. 그것은 단결정에서 자란 매우 순수한 실리콘 잉곳으로 시작합니다. 각각의 잉곳은 자라는데 며칠이 걸릴 수도 있고 100kg까지 나갈 수도 있습니다.

다이아몬드 절단기가 얇은 웨이퍼로 슬래브를 절단한 후, 기계는 빛을 사용하여 각각의 웨이퍼 위에 작은 회로를 에칭합니다. 하나의 웨이퍼에는 수백 개의 마이크로프로세서와 수십억 개의 회로가 포함될 수 있습니다.

결국 중요한 것은 칩으로 사용할 수 있는 각 웨이퍼의 면적인 수율입니다. 1970년대 미국 회사들의 수율은 10%, 기껏해야 50%에 불과했습니다. 1980년대 일본 회사들의 평균 수율은 60%였습니다. TSMC는 약 80%에 달하는 수율로 이들을 모두 능가했다고 합니다.

시간이 흐르면서 대만 제조업체들은 점점 더 많은 회로들을 당황스러울 정도로 작은 공간들에 주입하는데 성공했습니다. 최신 극자외선 광 리소그래피 기계들을 사용하여, TSMC는 단일 마이크로프로세서에 1,000억 개의 회로들, 즉 제곱 밀리미터 당 1억 개의 회로들을 에칭할 수 있습니다.

대만 회사들은 왜 이렇게 잘해요? 아무도 그 이유를 정확히 알지 못하는 것 같습니다.

쉬 박사는 그것이 간단하다고 생각합니다: "우리는 가장 최신의 장비를 갖춘 새로운 시설들을 가졌습니다. 우리는 최고의 기술자들을 모집했습니다. 심지어 기계 조작자들도 고도로 숙련되었습니다. 그리고 나서 우리는 기술을 수입했을 뿐만 아니라, 미국인 선생님들로부터 교훈을 흡수하고 지속적인 개선을 적용했습니다."

대만의 가장 큰 전자 회사들 중 하나에서 몇 년을 일한 한 젊은이는 동의합니다: "저는 대만의 회사들이 기술에서 큰 돌파구를 만드는 것에 서투른다고 생각합니다. 하지만 그들은 다른 사람의 아이디어를 받아들여 그것을 더 좋게 만드는 것에 매우 능숙합니다. 이것은 시행착오를 통해 작은 것들을 계속해서 조정하면서 이루어질 수 있습니다."

반도체 팹에서 기계들은 지속적으로 교정되어야 하기 때문에 이것은 중요합니다. 마이크로 칩을 만드는 것은 공학입니다. 하지만 그것은 또한 그것 이상입니다. 어떤 사람들은 그것을 요리에 비유합니다 - 미식가의 향연 같은 것입니다. 두 명의 요리사에게 같은 요리법과 재료를 주세요 - 더 나은 요리사가 더 나은 요리를 만들 것입니다.

즉, 대만에는 비밀 소스가 있습니다.

하지만 자신의 이름도, 회사의 이름도 밝히고 싶지 않았던 그 젊은이는 대만 회사들이 또 다른 이점을 가지고 있다고 말합니다.

그는 "미국의 소프트웨어 엔지니어들과 비교하면, 심지어 이곳의 최고의 회사들에서도 엔지니어들은 꽤 나쁜 임금을 받고 있다"며 "하지만 대만의 다른 산업들과 비교하면 보수가 좋다. 그래서 몇 년 후에 큰 전자 회사에서 일한다면, 당신은 융자를 받을 수 있을 것이고, 차를 살 수 있을 것이다. 당신은 결혼할 수 있을 것이다. 그래서 사람들은 그것을 빨아들인다"고 말했습니다

그는 매일 07:30에 회의를 시작으로 19:00까지 지속되는 6일간의 일주일을 설명했습니다. 또한 공장에 문제가 있으면 일요일이나 공휴일에도 그를 불러들였습니다.

"만약 사람들이 그 일을 기꺼이 하지 않는다면, 그 회사는 끝날 것입니다. 그것은 사람들이 기꺼이 어려움을 견디기 때문에 이 회사들이 성공하는 것입니다."

TSMC는 2022년 12월 미국 애리조나주에 400억 달러 규모의 공장을 착공했습니다. 조 바이든 대통령은 첨단 제조업이 미국 땅으로 돌아오고 있다는 신호로 환영했습니다.

그 이후로 헤드라인은 다소 덜 활기를 띠게 되었습니다.

그들은 우리의 말을 듣지 않았습니다. 애리조나의 문제가 많은 칩 공장 안에서, 하나를 읽어보세요. 또 다른 말은, TSMC는 노조의 반발에 직면하면서 노동자를 모집하기 위해 고군분투하고 있다고 말했습니다.

칩 생산은 내년에 시작될 예정이었습니다. 이제 2025년으로 돌아왔습니다.

장 전 TSMC 회장은 처음부터 회의적이었습니다. 작년에 그는 미국에서 칩을 생산하는 것은 대만보다 50%나 비싸기 때문에 미국에서 칩 생산을 확대하는 것은 "돈이 많이 들고 낭비적인 헛수고"라고 말했습니다. 하지만 대만의 칩 제조 기술력은 미국과 중국 사이의 기술 전쟁의 중심에 놓였습니다.

미국은 중국이 무기 프로그램을 가속화하고 인공지능을 발전시키기 위해 사용할 것으로 우려하는 첨단 칩을 대만이 중국에 공급하는 것을 막기를 원하고 있습니다.

러시아의 우크라이나 침공으로 유럽의 가스 공급이 끊기면서 미국 정치권은 대만에 신경을 곤두세우고 있습니다. 그들은 이 섬에 집중된 고급 칩 생산이 미국 경제를 중국의 침략에 인질로 삼을 수 있다고 우려합니다.

하지만 대만 기업들은 생산을 이 섬 밖으로 이전하는데 있어 경제적 이점을 거의 느끼지 못하고 있습니다. 그들은 정치적 압력에 마지못해 그렇게 하고 있습니다.

대만 사람들은 자신들의 성공에 책임을 져야 한다는 생각과 많은 사람들이 "실리콘 실드"라고 여기는 대만을 자발적으로 약화시켜야 한다는 생각에 분개하고 있는 반면, 나머지 세계는 대만과 대만의 민주사회가 중국의 침략으로부터 보호할 가치가 있는지에 대해 혼란스러워하고 있습니다.

쉬 박사는 전 세계적인 칩 생산을 강제적으로 구조조정하려는 사람들이 그 성공을 오해하고 있다고 말합니다.

그는 "반도체의 역사를 보면 어느 나라도 이 산업을 지배하지 않는다"며 "대만이 제조업을 지배할 수도 있다. 하지만 공급망이 매우 길고 모든 부분에서 나오는 혁신이 산업 성장에 기여한다"고 말했습니다

비록 대부분의 실리콘이 태양열 산업에 소비되지만, 세계의 원료 실리콘의 대부분은 중국에서 생산됩니다. 독일과 일본은 웨이퍼를 처리하는 데 필요한 화학 물질에서 비용을 주도합니다.

안경과 카메라 렌즈를 만드는 것으로 더 잘 알려진 독일의 광전자 회사인 칼 자이스(Carl Zeiss)는 네덜란드의 선도적인 회사인 ASML이 만든 리소그래피 기계에 들어가는 광학 장치를 생산합니다. 이 고된 제조는 미국 회사나 영국에 본사를 둔 Arm에서 시작된 디자인으로 작동합니다.

시 박사는 중국 정부가 자재에서 디자인, 고급 생산에 이르기까지 공급망을 중국 내부에서 재현할 수 있을지 의문이라고 말했습니다.

"만약 그들이 다른 모델을 만들고 싶다면, 저는 그들이 행운을 빌겠습니다"라고 그는 어깨를 으쓱하며 말했습니다. "왜냐하면 여러분이 정말로 혁신을 원한다면, 여러분은 전세계의 모든 사람들이 함께 일할 필요가 있습니다. 그것은 한 회사나 한 나라가 아닙니다."

그는 미국이 해온 것처럼 중국을 도려내는 것에 대해 의심하고 있습니다.

"그것은 아마도 중대한 실수라고 생각합니다"라고 그는 말했습니다. "돌아보면, 저는 대만 경제의 놀라운 성장과 이 긴 평화의 기간을 목격한 것이 행운이라고 생각합니다. 지금 저는 세계의 다른 지역에서 갈등을 보고 있고, 그것이 아시아로 오지 않을까 걱정됩니다.

"저는 사람들이 우리가 한 소중한 노력에 감사하고 그것을 파괴하지 않기를 바랍니다."