FPGA
저마다 제품군 장점 앞세워 주력 시장 노크
FPGA 시장이 들썩이고 있다. 한 달 새 주요 FPGA 업체들이 연이은 제품발표를 통해 시장 강화를 외치고 있는 모습이 심상찮을 정도다. 이런 뜨거운 열기는 파운드리 업계에서도 감지된다. FPGA 시장에서 가장 큰 파이를 차지하고 있는 자일링스와 그 뒤를 쫓고 있는 알테라가 40나노 공정의 FPGA를 앞서거니 뒤서거니 발표하면서 미세공정 선두 다툼은 이제 자존심 싸움으로까지 번질 정도다.
40나노 공정에 대한 발표는 알테라가 먼저였다. 작년 5월에 발표한 업계 최초의 40나노 FPGA와 HardCopy짋 ASIC에 대한 알테라의 선언은 업계의 뜨거운 관심과 함께 예상치 못했다는 반응을 불러왔다. 65나노 공정 이후 45나노 공정으로 가리란 일반의 예측이 틀어졌기 때문이다. 이에 대해 알테라코리아의 임영도 전 지사장은 당시 본지와의 인터뷰에서 "40나노에서 나오는 첫 번째 반도체가 될 것 같아 의미가 있다"고 말하기도 했다. 많은 이들이 예측한 것보다 빨리 발표된 40나노 공정은 FPGA 시장 점유율 50%를 차지하고 있는 자일링스의 발걸음을 재촉하게 만들었다. 자일링스는 지난 2월, 한국에서 진행된 자사 25주년 기념식에서 40나노 공정의 버텍스-6 제품을 발표하면서 한숨을 돌리긴 했지만 이미 자존심에 금이 간 상태였다.
쮔 알테라 40나노 공정 최초 발표
이처럼 경쟁 업체 간의 미세공정 선도화는 FPGA 시장의 변화와 함께 '새로운 선택'을 FPGA 사용자들에게 안겨준다. 다양한 제품군이 놓여 있으니 선택의 폭이 넓어지는 것 또한 당연한 일이다. 그러나 무엇보다 먼저 시장의 변화를 예의주시할 필요가 있다. 그 첫 번째로 ASIC의 입지가 계속 좁아지고 있다는 점을 봐야 한다. 시장조사 기관 가트너에 의하면 2008년 FPGA 디자인과 ASIC 디자인의 비율이 25:1로 FPGA가 월등히 높을 것으로 예상한 바 있다. 이는 프로그래머블의 사용 확대를 여실히 보여주는 지표로써, 가트너는 앞으로도 이러한 추세가 지속될 것으로 전망하고 있다. 그렇다면 왜 ASIC 사용을 기피하려는 것일까? 대답은 간단하다. 문제는 ASIC화 하는 비용이 미세공정으로 넘어갈수록 천정부지로 치솟기 때문에 도저히 수지타산이 맞지 않는다는데 있다. 예전에는 물량이 수십만~수백만 개에 이르면 AISC화가 가능했다. 그러나 지금은 마스크 비용이 90나노일 때 1백만 달러였던 것이 이제는 32나노일 경우 1200만 달러까지 치솟으면서 수백만 개에 이르는 물량이 있는 애플리케이션이라 하더라도 쉽사리 ASIC화를 못하고 있다. 이런 경향은 시장에 그대로 반영돼 2000년도 전체 로직 IC매출에서 ASIC이 차지하는 비중이 32%였던 것이 작년 기준으로 20%로 떨어질 것으로 시장조사 기관 아이서플라이는 보고하고 있다.
ASIC화의 어려움은 상대적으로 FPGA의 발빠른 성장을 예고하고 있다. IC 개발을 하는데 있어 ASIC 또는 ASSP의 개발비용이 1억달러라고 했을 때 시장의 최종 수요가 최소한 5억달러 이상 되지 않는 한 쉽게 결정을 내리기 어려운 상황에서 요즘엔 그만큼의 시장규모를 갖고 있는 애플리케이션도 찾기 힘든 것이 현실이다. 즉 ASIC화보다 FPGA의 이용이 확산되고 있다는 반증이다. 이런 영향으로 전통적인 FPGA급 애플리케이션 시장과 ASIC 또는 ASSP급 애플리케이션 시장의 중간에 걸쳐 있는 디스플레이나 보안감시 분야의 시장이 새롭게 조명되고 있다.
쮔 경제불황으로 FPGA 선호도 증가
FPGA의 선호도 증가는 비용 문제에만 머무르지 않는다. 지난달에 열린 자일링스 25주년 기념식에서 빈센트 통 전세계 품질 및 신제품 출시 담당 수석부사장은 "현재와 같은 경제상황이나 소비자 수요의 급격한 변화를 봤을 때 더 많은 시장이 더 빠르게 프로그래머블을 받아들이는 팁핑 포인트에 와 있다고 생각한다"고 말한 바 있다. 단순히 수익구조 악화만이 아니라 불확실한 경제 전망이 FPGA의 성장세에 불을 당기는 형국인 것이다. 현재의 시장상황이 비단 반도체 회사에만 영향을 미치는 것이 아니라 시스템 회사에도 큰 영향을 미친다는 것을 고려할 때 효율성을 따지지 않을 수 없는 노릇이다. 적은 투자로 더 많은 효과를 내야 한다는 부담감은 대규모 투자를 수반하는 ASIC 개발에 저해 요소가 되고 있다. 위험 요소를 피하려는 기업들의 소극적 투자가 ASIC을 기피하는 경향으로 나타나고 있는 것이다. 또한 시장에서 살아남기 위한 전략으로 자신의 핵심 경쟁력에 초점을 맞추려는 기업들의 개발방향은 상대적으로 유연성이 높은 FPGA 시장에 또 하나의 플러스 요인이 되고 있다.
FPGA 시장의 변화 요인에 대해 더 언급하자면 점차 다양화 되는 애플리케이션의 요구에 대응할 만한 유연성를 갖춘 것은 FPGA밖에 없다는 현실에서도 기인한다. 사용자의 입장에서 프로그래머블 하다는 것은 그만큼 자신들의 제품에 적용하기 용이하다는 것을 말함과 동시에 차별화를 통해 시장에서 퇴출당할 위험요소를 줄인다는 데 있다. 원가, 전력, 성능과 같은 끊임없는 시장의 요구를 다양한 애플리케이션에 담기 위해서는 ASIC 및 ASSP와 같은 일회성 기술 투자로 감당하기에는 턱없이 부족할 뿐이다. 비용과 복잡성과 위험도가 나날이 증가하는 요즘의 개발 환경에서는 고정된 형태의 솔루션을 제공받는 것보다 유연성이 강조되는 FPGA가 훨씬 설득력있는 최선책으로 다가온다.
이렇듯 FPGA의 재구성가능성은 경쟁력있는 차별성과 시장출시까지의 기간을 단축시키는 대표적인 장점 이외에도 맞춤형 IC 개발 비용을 보증할 수 없는 수량일 때 우수한 투자 대비 수익을 보장해 준다. 또한 불확실한 경제 시대에 시장의 다양한 요구와 기업의 다양한 개발방향을 담아낼 수 있는 FPGA의 유연성은 시장의 역동성에 적응해나갈 수 있는 능력을 한층 높여주고 있다.
'애플리케이션 레디' 제품으로 고객에게 다가서는 자일링스
올해로 창립 25주년을 맞는 자일링스는 "지금은 프로그래머블이 필수화되는 전환점에 다가섰다"며 40나노 공정을 적용한 버텍스-6 FPGA 제품군과 저전력 45나노의 스파르탄-6 FPGA 제품군을 지난달에 출시했다. "ASIC이나 ASSP 업체들로부터 다소 외면을 받는 시장이 우리에게는 기회가 되고 있다"는 자일링스는 "아무리 환경이 급변한다 하더라도 이에 대응하는 기술혁신이 없었더라면 고객의 요구에 맞추기 어려웠을 것"이라며 '애플리케이션 레디' 형태의 제품이 자사의 장점이라고 강조했다.
자일링스에 따르면 이러한 시장상황에 맞춰 제공하는 새로운 제품군이 버텍스-6와 스파르탄-6라고 한다. 버텍스-6는 고성능에 초점이 맞춰진 제품으로 ASMBL 아키텍처를 사용한 40나노 공정이 적용됐으며 높은 대역폭과 저전력 시스템 요구를 충족시키면서 자일링스의 플래그쉽이 되고 있다. 반면 스파르탄-6는 대량생산과 비용 측면에 초점을 맞춘 제품으로 45나노 공정, 9메탈 레이어, 듀얼 옥사이드 기술로 제조됐다. 스파르탄-6는 고속 커넥티비티를 제공하며 컨수머, 오토모티브, 보안감시 시장을 겨냥한 제품으로 가격과 전력, 성능이 최적의 균형을 이룬 제품이라고 한다.
버텍스-6와 스파르탄-6 각각의 제품군에 대해 설명하자면 스파르탄-6 제품군은 두 개의 하위 제품군 LX와 LXT로 구성돼 있다. LX의 경우 저비용 로직에 초점을 맞췄고 LXT는 저비용 로직에 고속 시리얼 기능을 추가했다. 버텍스-6 제품군은 3개의 LXT, HXT, SXT의 하위 제품군으로 이뤄져 있는 것이 스파르탄과 비교된다. LXT의 경우 높은 로직 밀집도와 고속 시리얼 커넥티비티를 첨가했고, HXT는 LXT에 비해 트랜시버의 성능을 높인 것이 특징이다. SXT는 DSP와 로직, 그리고 시리얼 커넥티비티가 집적돼 있다. 이들 제품은 다른 제품과 마찬가지로 각각 해당 애플리케이션에 최적화한 방향으로 출시됐으며, 이 다섯 개의 하위 제품군으로 시장 공고화에 앞장설 것이라는게 척 트랄카 제품마케팅 시니어 디렉터의 설명이다.
트랜시버 강조된 알테라 제품군
자일링스보다 앞서 40나노 공정의 FPGA를 발표한 알테라는 당시 발표한 스트라틱스-4 GX를 확장시킨, 하이엔드 트랜시버를 장착한 스트라틱스-4 GT와 저가 제품인 아리아-2 GX를 선보였다. 스트라틱스-4 GT는 고성능 FPGA로 11.3Gbps 트랜시버를 내장한 업계 최초의 FPGA이며 통신 시스템, 하이엔드 테스트 장비 및 군용 통신 시스템과 같은 40G 및 100G 애플리케이션에 특화돼 있다. 아리아-2 GX는 최저전력 3.75Gbps 트랜시버 제품으로 저비용과 저전력으로 PCIe 및 기가비트 이더넷과 같은 프로토콜을 사용하는 애플리케이션에 최적화된 제품이다. 알테라의 데이비드 그린필드 제품마케팅 수석이사는 "트랜시버에 대한 요구가 증가하고 있는 다양한 시장에서 40나노 프로세스를 이용한 스트라틱스-4 GT와 아리아-2 GX는 하이엔드부터 로우엔드까지 포트폴리오를 이루며 시장 대응력을 높이고 있다"고 말했다.
이와 함께 CPLD 시장에서 줄곧 1위 자리를 고수하고 있는 래티스 반도체는 자일링스와 알테라의 선두 다툼에서 다소 떨어져 저가화를 앞세워 시장공략을 강화하고 있다. 특히 지난달에 발표한 ECP3는 2004년 처음으로 ECP 시리즈를 출시한 이후 ECP2M을 통해 로직 사이즈와 임베디드 메모리를 확장한 것에 더해 이번에는 로직 및 메모리 사이즈를 늘린 것뿐만 아니라 DDR3 인터페이스 및 SERDES 3.2Gbps 채널까지 지원되는 제품으로 저가에서 고성능을 구현하는 제품이다. ECP3 FPGA는 다섯 개의 제품으로 나뉘는데 "각 디바이스마다 핀 마이그레이션이 가능한 업계 유일의 65나노 미들 레인지 제품"이라고 시드하르타 모한티 전략마케팅 매니저가 말했다.
그러나 아무래도 선두 업체를 의식해서일까. 래티스는 제품 발표 내내 '저가'를 내세웠다. 타사의 동급 제품에 비해 저가인 이유에 대해 시드하르타 모한티 매니저는 "래티스의 FPGA는 저가의 패브릭에서 출발해 높은 성능과 기능들을 추가하는데 비해 타사 제품들은 하이엔드 제품에서 어떤 구조나 기능들을 제거하면서 가격을 낮췄기 때문에 기본적인 가격 구조 차이에서 비롯된 측면이 크다"고 한다. 즉 애초 저가에서 출발해 기능을 추가하면서 약간씩 가격을 올린 것과 고가의 제품에서 약간씩 기능을 빼며 가격을 내리 것에는 큰 차이가 있다는 말이다. 하지만 "전력과 관련한 디자인에 신경을 썼기 때문에 상대적으로 저전력이 가능했다"고 덧붙이기도 했다.
쮔 삼성과 파운드리 계약 체결, 국내 시장 변화 예고
주요 FPGA 업체들의 신제품 발표는 이렇듯 각사의 장점을 최대한 살리는 방향으로 진행됐다. 또한 이들 세 업체의 제품과 마케팅 전략을 보면 약간씩 미세한 차이가 발견되기도 한다. 우선 자일링스는 지난 25년간 쌓아온 자일링스의 시장과 10세대를 뛰어넘는 FPGA 기술의 리더십에 기반해 고객 맞춤형 차별화 솔루션에 집중했다. 시스템 업체들이 전체적인 제품을 개발하는 공정을 100이라고 했을 때 자일링스와 같은 회사에 80%를 의존하고 20%는 자신이 잘할 수 있는 부분에 초점을 맞추는 전략이 유효할 거라는 게 자일링스의 마케팅 포인트이다. 이를 위해 자일링스의 모든 타깃 디자인 플랫폼이 구축된 베이스 플랫폼을 토대로 도메인 중심 플랫폼과 시장 중심 플랫폼을 체계화 시켜 고객이 필요로 하는 전체 공정의 80%를 자일링스가 지원하고, 나머지 20%는 고객별 자사 특성에 맞는 차별화 전략에 집중하라는 것이 자일링스의 제안이다. 이것이 자일링스의 진정한 가치라고 빈센트 통 수석부사장은 전한다.
한편 자일링스는 삼성과 파운드리 계약을 체결하면서 국내 시장에 변화를 예고하고 있다. 아시아 시장에서 중국에 이어 매출 2위를 기록하고 있는 한국 시장이기에 삼성과의 파운드리 계약은 한국 시장에 대한 활동 영역을 높이는 효과와 더불어 안정적인 공급 루트를 제공받으려는 포석으로 읽힌다. 기존의 UMC에 더해 삼성의 파운드리 추가는 통신부터 항공까지 다양한 고객사들의 요구를 받는 자일링스에게 하이볼륨 시장에서 한 단계 더 발전하는데 도움을 줄 것이란 게 업계의 시각이며 자일링스가 기대하는 부분이다.
알테라는 자일링스와 달리 이번 제품 발표에서 트랜시버의 기능을 강조했다는 점이 두드러진 특징이다. 이는 곧 알테라가 향후 시장 전망을 어떻게 분석하고 있는지 이해하는 데 도움이 된다. 점차 대용량의 데이터 전송이 필요해지고 있기 때문에 FPGA의 대역폭도 증가돼야 한다는 것이 알테라의 시각이다. 이 때문에 이번에 발표된 스트라틱스-4 GT는 물론 아리아-2 GX는 알테라의 트랜스퍼 포트폴리오를 충실히 따른 제품들로 평가되고 있다. "가장 중요한 트렌드는 어떤 세그먼트에 있던지 각 단계에서 필요로 하는 대역폭이 점차 증가하고 있다는 것이다" "우리의 포트폴리오가 말하고자 하는 것은 시장 자체에서 트랜시버의 필요성이 점차 커지고 있다는 것이다" 등등 알테라의 데이비드 그린필드 수석이사는 시장 흐름이 이렇기 때문에 알테라도 이에 맞춰 트랜시버에 대한 포트폴리오를 강화하는 것이라고 한다.
알테라의 40나노 공정 발표에 대해 관계자들은 '치킨런' 게임을 말한다. 미세공정 대결은 피할 수 없는 승부라는 것이다. 그런 만큼 리스크도 크지만 최대한 위험을 줄이기 위해 철저한 선행 시장 조사와 전문가들의 의견, 소비자 반응 등을 꼼꼼히 체크한다고 한다. "경쟁사끼리 서로간의 자존심 싸움도 한몫하는 게 사실이다. 누가 먼저 발표했냐 라는 게 시장에 영향력을 줄 수도 있기 때문이다." 알테라코리아의 이명환 이사의 귀띔이다. 이러한 공정 경쟁에서 알테라는 15년간 파트너십을 유지해온 TSMC와의 끈끈함을 강조한다. 오랜 세월동안 기술적 파트너로서 같이 협업해 왔기 때문에 다양한 시도를 해볼 수 있고 제품의 신뢰성을 높일 수 있다는 것이다. 공정면에선 경쟁사보다 앞서 있다는 자신감을 엿볼 수 있는 대목이다.
쮔 FPGA 시장 확대 지속될 것
이와 반대로 래티스는 타사 제품에 비해 저전력과 저비용을 경쟁 요소로 꼽으며 ECP3 제품이 가진 장점을 살릴 수 있는 시장에서의 약진을 강조했다. 동일한 파트에서 경쟁하되 시장은 차별화 될 수 있다는 의미로, 3Gbps 미만의 시장을 주목하고 있다고 한다. 경쟁사 제품들과 비용 효율적이면서 고성능을 요구하는 시장에서 비교한다면 ECP3 FPGA가 훨씬 더 많은 경쟁력을 갖고 있다는 것이 회사 관계자의 분석이다. 이런 분석의 근거는 국내 DTV와 컨수머 시장에서 거둔 성공 사례에서도 엿볼 수 있다.
한편 래티스도 40나노 공정을 준비하고 있다. 그러나 당장 실천에 옮길 태세는 아니다. 흐름을 무시할 수 없기에 미세공정에 대한 준비는 하겠지만 현재의 65나노 제품들로도 충분하다는 의견이 지배적이다. 향상된 가격구조와 전력을 제공해 줄 수 있는 현재의 65나노 프로세스가 지금으로선 최적이라고 판단하는 탓이다. "40나노 공정은 신흥 시장이 불안정하기 때문에 시장의 추이를 좀 더 지켜본 후에 진행할 예정"이라는 것이 한범석 래티스 한국 지사장의 언급이다. 대신 15년간 리더십을 유지해 온 CPLD에 대한 R&D 투자를 지속하면서 FPGA 시장에도 주력할 것이라는 게 그가 말하는 래티스의 방향이다.
통계에 의하면 FPGA 시장 규모는 약 40억달러에 이르고 있다. 경제 불황과 다양한 애플리케이션, IC화 비용의 급증 및 각 업체들의 차별화 정책은 FPGA 시장이 꾸준히 확대될 것이란 손쉬운 예측을 가능케 한다. 확대되는 시장 규모 이면에는 미세공정에 대한 선두 다툼, 각 애플리케이션에 특화된 제품, 저비용과 저전력, 그리고 자존심까지 도마 위에 올려두고 치열한 경쟁을 벌이고 있는 FPGA 업체들의 소리없는 싸움이 진행 중이다. 이제껏 내리막길을 걸어본 적이 없는 FPGA 시장에서 그들의 싸움이 자못 흥미롭다. <김의겸 기자>
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