삼국지보다 재미있는 메모리 반도체 치킨 게임!

오늘은 삼국지보다 재미있는 메모리 반도체 시장의 치킨 게임을 이야기해보려고 합니다.

참고로 이번 포스팅은 책 [진짜 하루만에 이해하는 반도체 산업]을 바탕으로 제작이 되었습니다. 반도체 산업의 큰 그림과 핵심 개념을 깊이 있게 배울 수 있는 책이니까요, 주식 투자자라면 꼭 한 번 읽어 보시는 것을 강력하게 추천 드립니다. 특히 삼성전자, SK하이닉스를 비롯해 국내외 반도체 주식에 관심 있는 분들은 무조건 읽으세요! 

 

수많은 기업들이 경쟁하는 시스템 반도체 시장과 달리 메모리 반도체 시장은 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론 이 세 회사가 전체 시장을 독식하고 있습니다. 물론 처음부터 이 구도였던 것은 아닙니다. 메모리 반도체 시장 역시 수많은 기업들이 난립하던 춘추전국 시대가 있었습니다. 하지만 세 차례의 큰 치킨 게임을 거치며 오늘 날과 같은 모습으로 재편이 되죠.

삼성전자, SK하이닉스, 마이크론은 어떻게 천하를 평정할 수 있었을까요?

그럼, 지금부터 메모리 반도체 시장에서 벌어진 세 차례의 치킨 게임을 자세히 알아보겠습니다.

첫 번째 치킨 게임!

1971년, 인텔은 IBM에서 발명한 DRAM을 상용화해 큰 성공을 거둡니다.1974년이 되자 인텔의 DRAM 점유율은 무려 82.9%에 이르게 되죠. 미국은 반도체 종주국 답게 초창기 메모리 반도체 시장을 독식합니다. 그런데 이런 미국에 도전장을 내민 국가가 있었으니, 바로 일본입니다.

1950년부터 라디오와 휴대용 계산기 등을 만들며 반도체 산업의 노하우를 축적한 일본은 다음 반도체 시장을 이끌어 갈 제품으로 DRAM을 선정하고 DRAM 개발에 착수합니다. 그리고 1973년, 일본 반도체 산업이 한 단계 도약하는 사건이 발생합니다. 바로 오일 쇼크입니다. 오일 쇼크로 세계 경제가 순식간에 얼어붙자 미국의 반도체 기업들은 투자를 축소합니다. 하지만 일본 기업들은 이를 기회로 보고 투자에 박차를 가하죠. 덕분에 일본 기업이 만든 DRAM은 시장에서 경쟁우위를 갖게 됩니다. 이에 일본 기업들은 자국 시장을 넘어 해외로 뻗어 나갈 계획을 세우는데, 이때 눈에 들어온 것이 바로 DRAM의 본고장인 미국입니다. 그리고 1984년, 일본 기업인 NEC, 도시바(Toshiba), 히타치(Hitachi) 등에 의해 첫 번째 메모리 반도체 치킨 게임이 시작됩니다.

 

일본 기업들의 공격적인 저가 공세로 DRAM의 가격(64K 기준)은 1년 만에 3달러에서 0.3달러로 곤두박질칩니다. 미국 언론은 이를 ‘제2의 진주만 공습’이라 표현할 정도였죠. 피해는 미국 기업에만 국한되지 않았습니다. 당시 삼성전자의 64K DRAM 생산 원가는 1.7달러였습니다. 하나를 팔때마다 약 1.4달러의 적자가 발생했고, 한 해 누적 적자가 약 2억 달러에 이르게 되죠. 2억 달러면, 거의 2,800억 원에 달하는 돈입니다. 80년대에 이 정도 적자면 사태가 얼마나 심각했는지 짐작이 되시죠?

 

일본 기업의 저가 공세 속에서 결국 인텔이 백기를 듭니다. 시장 점유율이 1.3%까지 추락했기에 어쩔 수 없는 선택이었죠. 이렇게 인텔이 사업 철수를 결정하며 첫 번째 치킨 게임은 끝이 납니다. 그리고 이후 15년간 메모리 반도체 시장은 일본 기업들이 석권합니다.

첫 번째 치킨 게임은 일본 기업들의 승리로 끝이 났습니다. 그렇다면 일본 기업들은 어떻게 승리할 수 있었을까요? 가장 큰 이유는 앞선 기술력입니다. 당시 일본 기업의 수율은 80%, 미국 기업의 수율은 50% 였습니다. 웨이퍼 한 장에서 100개의 DRAM을 만든다고 가정했을 때, 일본 기업은 80개의 양품(불량품 20개)을 만들 수 있었지만, 미국 기업은 50개의 양품(불량품 50개)밖에 만들어내지 못했습니다. 웨이퍼 1장의 가격이 100달러라면, 일본은 한 장당 1.25달러에 미국은 2달러에 만드는 셈으로 생산 원가에서부터 큰 차이가 발생했습니다. 일본 특유의 장인 정신과 품질에 대한 집착이 만들어 낸 결과였습니다.

 

또한 일본은 정부가 주도적으로 반도체 산업을 지원했습니다. 기업들은 정부의 지원을 등에 업고 어려운 시기에도 지속적인 시설 투자와 연구를 진행했습니다. 더불어 엔화 가치가 낮게 유지되며 수출 경쟁력까지 확보할 수 있었죠. 여러모로 일본에게 유리한 환경이었던 셈입니다.

 

두 번째 치킨 게임!

첫 번째 치킨 게임에서 패배한 미국. 그러나 미국은 역시 호락호락한 상대가 아니었습니다. 1985년, 미국 반도체 기업들은 일본 반도체 기업들을 반덤핑 혐의로 국제 무역 위원회(ITC)에 제소합니다. 곧 미국 상무부는 일본 반도체에 대해 21.7%~188% 덤핑 마진을 확정하죠. 그리고 1986년 그 유명한 미일 반도체 협정이 체결됩니다. 일본 기업의 반도체 생산원가를 공개하고 수출 가격 데이터를 제공함은 물론 일본 내 미국 반도체 시장 점유율 20% 달성 등의 조건이 달린 일본에 매우 불리한 협정이었죠. 이런 걸 보면 미국이 참 깡패 같다는 생각이 듭니다.

 

어쨌든 이처럼 미국이 일본을 견제하는 사이 한국이 서서히 두각을 드러내기 시작합니다.

1983년, 본격적으로 메모리 반도체 산업에 뛰어든 한국의 삼성전자는 초기에 많은 어려움을 겪습니다. 그러나 80년대 PC의 시대가 도래하면서 새로운 기회를 잡게 되죠. 당시 DRAM 세계 1위였던 일본은 25년 이상의 수명을 자랑하는 매우 고품질의 반도체를 만들고 있었습니다. 고품질인 만큼 가격 역시 비쌌죠. 하지만 고품질의 일본산 DRAM은 슈퍼 컴퓨터나 서버용으로는 적합했지만, 보급형 PC에는 적합하지 않았습니다. 소위 말하는 오버스펙이었던 것입니다.

 

이러한 이유로 가격 메리트가 있으면서도 꽤 괜찮은 성능을 가진 삼성전자의 DRAM이 불티나게 팔리기 시작합니다. 당시 일본 기업들은 ‘고품질의 제품이 수요를 창출’한다는 관점을 가지고 있었습니다. 반면 한국 기업들은 ‘시장에서 필요로 하는 제품을 더 싸게 만들기 위한 기술을 개발한다’는 입장을 고수했죠. 일본 기업들의 이러한 품질 우선 주의는 격변하는 PC 시장에는 맞지 않았고, 한국 기업들에게 새로운 기회가 열립니다.

 

PC 시대의 도래로 실력을 키워 나가던 삼성전자는 두 번의 큰 결정을 통해 시장에서 승기를 잡습니다.

첫 번째 결정은 스택(Stack) 기술의 채택입니다. 1M(메가, Mega=1,000,000) DRAM까지는 하나의 평면에 DRAM 셀을 넣을 수 있었지만, 4M DRAM부터는 입체 설계를 통해 여러 층으로 셀을 집적해야 했습니다. 문제는 셀을 집적하는 방법이었습니다. 웨이퍼를 파내서 한 층을 만들고 그 위로 층을 쌓는 트렌치(Trench) 방식과 웨이퍼 위에 아파트처럼 한 층씩 차례로 쌓는 스택(Stack) 방식 중에 하나를 선택해야 했죠.

 

트렌치 방식은 크기가 작은 고성능 반도체를 만들 수 있었지만, 공정이 까다롭고 불량이 발생하면 분석이 어려웠습니다. 반면, 스택 방식은 트렌치 방식보다 반도체 성능은 떨어졌지만 생산이 용이하고 불량이 발생했을 때 분석이 쉬웠습니다.

 

NEC, 도시바, TI, IBM, 현대전자와 금성반도체 등은 트렌치 방식을 채택했습니다. 반면 히타치, 미츠비시(Mitsubishi), 마츠시타(Matsushita), 그리고 삼성전자 등은 스택 방식을 채택했죠. 결과는 스택 그룹의 승리였습니다. 트렌치 방식을 선택한 기업들은 수율 하락을 겪으며 대부분 2군으로 밀려납니다. 반면 스택 방식을 선택한 기업들은 승승장구하게 되죠. 특히 빠른 연구 개발과 양산을 통해 시장을 선점한 삼성전자는 3년간의 적자를 1988년 단 1년의 이익으로 극복합니다.

 

1990년대 초, 삼성전자는 회사의 명운을 건 두 번째 결정을 합니다. 당시 업계 표준이었던 150mm 웨이퍼 대신 200mm 웨이퍼를 선택한 것입니다.

웨이퍼가 커지면 한 장의 웨이퍼에서 더 많은 반도체를 만들 수 있기 때문에 어찌 보면 당연한 선택처럼 보입니다.

 

그런데 왜 다른 회사들은 웨이퍼 변경을 하지 않은 걸까요?

웨이퍼 변경에는 엄청난 리스크가 따릅니다. 웨이퍼만 변경하면 되는 게 아니라, 관련 장비를 전부 다 바꿔야 하기 때문입니다. 장비의 가격도 어마어마하지만, 아직 검증이 제대로 되지 않은 새로운 장비로 반도체를 만드는 과정에서 불량률이 급증하는 등의 여러 문제가 생길 수 있습니다. 반도체 장비 업계가 위험을 감수하는 초기 고객에게 장비를 할인해 주는 이유입니다.

삼성전자는 이런 모든 리스크를 떠 안고, 웨이퍼 크기 변경이라는 승부수를 띄웁니다. 다행히 결과는 대성공이었습니다. 150 mm 웨이퍼를 사용하는 경쟁사보다 80% 높은 생산성을 달성하며, 사상 최대 호황을 맛보게 됩니다.

 

90년대 이르러 한국 반도체 기업들의 실력은 빠르게 성장합니다. 일본과의 기술 격차를 크게 줄였으며, 16M DRAM부터는 세계 최초 개발 수식어가 항상 꼬리표처럼 따라붙게 되죠. 그러나 위기가 없었던 것은 아닙니다.

1992년, 마이크론이 한국 메모리 반도체 기업들을 반덤핑 혐의로 제소합니다. 곧 미국 상무부가 조사에 들어갔고, 1993년, 삼성전자 0.74%, 현대전자 7.19%, 금성반도체 4.97%의 덤핑 마진을 확정합니다. 그런데 우리나라 메모리 반도체 기업 3사의 덤핑 마진 수치는 지난 일본 기업들의 덤핑마진(21.7%~188%)에 비하면 턱없이 낮았습니다.

 

왜 그랬을까요? 일본 기업들은 미국 시장에서 점유율을 끌어올리기 위해 자국에서 판매되는 가격보다 훨씬 낮은 가격으로 반도체를 판매했습니다. 의도적으로 가격을 낮춰 시장 질서를 왜곡한 것입니다. 반면 한국 기업들은 국내 시장과 미국 시장에 큰 가격 차이를 두지 않았습니다. 이것은 한국 기업들이 그만큼 반도체를 싸게 만들 수 있었기에 가능한 일이었습니다. 결국 미국의 덤핑 관세는 오히려 한국 반도체 기업들의 DRAM 기술력을 홍보하는 결과를 불러 일으켰습니다.

 

이렇게 첫 번째 위기를 무사히 넘겼지만, 곧 두 번째 큰 위기가 찾아옵니다. 바로 IMF 외환 위기입니다. 외환 위기로 한국 경제가 무너지면서 정부의 구조조정 명령에 의해 현대전자와 금성 반도체가 합병하여 하이닉스(현 SK하이닉스)가 설립되는 등 한국 반도체 산업은 큰 어려움을 겪게 됩니다. 비슷한 시기 누적되는 적자로 일본 반도체 업계도 구조조정이 진행되죠. NEC, 히타치의 메모리 반도체 부문, 미츠비시의 DRAM 부문이 합쳐져 엘피다(Elpida)가 설립됩니다.

 

한국의 반도체 산업이 휘청이자, 대만의 많은 기업들이 메모리 반도체 산업에 뛰어듭니다. 그리고 2007년 기술력을 확보한 대만 기업에 의해 2차 치킨 게임이 시작됩니다. 치킨 게임에 2008년 글로벌 금융 위기까지 더해지면서 당시 주력 제품인 512M DRAM의 가격은 2006년 6.8달러에서 2009년 0.5달러로 대폭락합니다.

 

이 기간 동안 한국 기업들은 큰 손해를 보면서도 오히려 더 큰 투자를 감행해 공장 건설을 앞당깁니다. 같은 가격에 더 고용량의 DRAM을 공급하는 방식으로 대만 기업의 공격에 대응한 것이죠.

 

2차 치킨 게임의 결과는 매우 참담했습니다. 삼성전자의 영업이익률은 -14.3%, 하이닉스 -51%, 마이크론 -47.9%(대만의 난야와 이노테라는 각각 -105.6와 -57.9%)를 기록했고, 독일의 키몬다(Qimonda)는 파산합니다.(설립 당시 DRAM 세계 2위였고, 2008년 DRAM 시장 점유율 8.3%) 일본의 엘피다는 정부의 공적 자금과 은행 융자를 통해 2조 원가량의 자금을 수혈받아 간신히 버티었고, 치킨 게임을 일으킨 대만 기업들은 고용량 DRAM 시장에서 철수합니다.

 

결국 2차 치킨 게임은 한국의 삼성전자와 하이닉스, 미국의 마이크론의 승리로 끝이 납니다.

 

세 번째 치킨 게임!

치킨 게임에서 승자가 되면 게임이 끝난 후부터 엄청난 이윤을 얻을 수 있습니다. 이미 두 번의 치킨 게임에서 이러한 사실이 확인되었죠. 2차 치킨게임에서 천문학적인 적자를 경험한 대만과 일본의 메모리 반도체 기업들은 그간의 적자를 한 번에 만회하기 위해 2010년, 3차 치킨 게임을 시작합니다.

생산 시설과 설비에 대한 투자를 선언하고, 증산을 통해 DRAM 공급을 늘린 것입니다. 이에 질세라 삼성전자와 하이닉스도 대대적인 설비투자를 통해 DRAM 공급량을 증대시킵니다.

 

늘어난 DRAM 공급량으로 인해, 같은 해 5월에는 2.7달러였던 1G DRAM 가격이 단 7개월 만에 1달러 아래로 떨어집니다. 결국 3차 치킨 게임으로 누적 적자가 6조원에 달하게 된 일본의 엘피다는 다시 회복하지 못하고 파산합니다. 이후 엘피다는 마이크론에 인수가 되죠. 대만 기업들도 DRAM 사업을 철수하거나, 가전제품 등에 쓰이는 저용량 DRAM 제품을 제작하는 쪽으로 사업을 조정합니다. 그리고 2차 치킨 게임에 이어 3차 치킨 게임에서도 살아남은 삼성전자와 하이닉스 그리고 마이크론은 메모리 반도체 시장을 과점하며 그간의 손실을 만회함은 물론 막대한 이익을 창출합니다. 이른바 빅3 체제가 완성된 것입니다.

그리고 더 이상의 치킨 게임 없이 이 구도가 10년 넘게 이어져오고 있습니다. 이미 엄청난 수익을 창출하고 있는 빅3 기업이 굳이 자기들끼리 치킨 게임을 벌일 이유가 없겠죠. 어쨌든 3개 기업 중에 대한민국 기업이 두 개나 있다는 것이 매우 자랑스럽네요.

 

자, 이제 마지막으로 한국이 치킨 게임에서 이길 수 있었던 몇 가지 요인을 살펴보겠습니다.

 

첫째, 시장을 바라보는 관점이 달랐습니다. 완벽주의를 표방한 일본 기업들은 고성능 반도체 개발과 양산에 집중했습니다. 또, 단가를 낮추기 위해 설비 확충을 기반으로 한 규모의 경제에 지나치게 의존했죠.

 

반면, 한국 기업들은 시장이 필요로 하는 수준의 제품을 더 싸게 만드는 방법을 고민했습니다. 막대한 투자비가 들어간 기존 생산설비의 활용 기간을 길게 가져가면서 공정수를 줄여 생산 기간을 단축하고, 좀 더 높은 수율을 갖는 데에 집중했죠.

 

이러한 차이에서 오는 경쟁우위는 한국 기업이 일본 기업을 앞서가는 원동력이 되었습니다.

 

둘째, 다른 나라에는 존재하지 않는 ‘재벌’ 기업 구조가 그 역할을 톡톡히 했습니다.
재벌 구조에 대한 비판이 많습니다. 이 비판은 잠시 논외로 하고, 반도체 산업의 관점에서만 판단해보겠습니다.

올해 또는 내년의 이익으로 경영 능력을 평가받아야 하는 CEO는 장기적인 의사결정을 내리기 쉽지 않습니다. 리스크를 줄이고 지출을 통제해 당장의 이익을 극대화하는 방향을 선택할 가능성이 높습니다. 또, 한 번에 10조원 이상이 들어가는 설비 투자를 과감하게 집행하는 일 또한 매우 어렵죠.

반면 재벌 구조에서는 총수가 큰 결정권을 갖기에 단기적으로 큰 적자를 보더라도 미래를 위해 과감하게 투자를 하는 것이 훨씬 수월합니다. 웨이퍼의 크기를 바꾸는 중대한 결정도 빠르게 내릴 수 있죠.

또, 여러 계열사가 있다는 점도 강점입니다. 반도체만 하는 회사는 몇 년간 적자가 지속되면 재정적으로 버티기가 힘듭니다. 하지만 여러 계열사를 거느리고 있으면 반도체에서 적자가 나더라도 계열 회사에서 들어오는 수익이 있기 때문에 좀 더 오래 버틸 수 있습니다.

물론 이러한 강점들은 총수가 뛰어났을 때만 해당되는 이야기입니다. 그렇지 않다면 오히려 부메랑이 되어 큰 실패로 어이질 수도 있겠죠. 

 

마지막으로 뛰어난 기술력을 꼽을 수 있습니다. 삼성전자의 경우 1998년 DRAM 시장 1위에 오른 이후 지금까지 단 한 번도 1위 자리를 내준 적이 없습니다. 새로운 공정을 적극 반영하고, 뛰어난 기술력을 통해 높은 수율을 달성함은 물론, 3D DRAM과 같은 새로운 구조에 대한 연구 개발을 바탕으로 경쟁 기업의 견제를 뿌리치고 있습니다. 이러한 요인들이 맞물려 오늘 날 한국 메모리 반도체 산업이 세계 제일이 될 수 있었습니다.

 

자, 지금까지 세 차례의 치킨 게임을 자세히 알아봤는데요, 어떠셨어요? 재미있지 않으셨나요?

 

긴 글 읽어주셔서 감사드리고, 저는 다음에 더 유익한 포스팅으로 돌아오도록 하겠습니다. 

감사합니다.