수백개 부품 중 불과 수십개만 영향… 출하량 급증으로 내년 BoM 하락
4G 키웠던 스마트폰 같은 신규 단말도 없어… 인프라 투자는 이어질 것

게티 이미지 뱅크
게티 이미지 뱅크

내년 5세대(5G) 이동통신 시장이 성장기에 진입하면서 반도체 업계의 기대감이 커지고 있다. 인프라 투자 규모도 그 어느때보다 크고 단말 보급 속도도 빨라 후방 반도체 시장도 다시 호황기를 맞지 않겠느냐는 것이다. 

하지만 5G가 지난 호황기를 이끌었던 서버만큼 확실한 모멘텀이 될지는 미지수다. 

5G에 직간접적인 영향을 받는 반도체는 생각보다 많지 않다. 인프라 투자는 이전 세대 통신 기술보다 천천히 진행될 예정이며, 4G 때 스마트폰처럼 시너지를 낼 단말도 보이지 않는다.

 

5G, 어떤 반도체가 어떻게 바뀌나

스마트폰 하나에는 수백개의 부품이 들어간다. 이 중 이동통신 기술의 세대 변화로 바뀌어야하는 건 극히 일부다./IFIXIT
스마트폰 하나에는 수백개의 부품이 들어간다. 이 중 이동통신 기술의 세대 변화로 바뀌어야하는 건 극히 일부다./IFIXIT

스마트폰 하나에만 800여개의 부품이 들어간다. 네트워크 장비·서버도 수백개의 부품으로 구성된다. 하지만 이 중 5G로 직·간접적 영향을 받는 건 수십개 정도에 불과하다.

직접적으로 영향을 받는 건 무선주파수(RF) 신호를 처리하는 RF 프론트엔드(RFFE) 모듈, RF 트랜시버, 모뎀 세 가지 뿐이다. 개별 부품으로 쪼개면 총 15종 정도에 지나지 않는다.

프로세서와 메모리는 간접적으로 영향을 받는다. 통신 속도가 빨라지면 데이터 사용량이 늘어나기 때문에 이를 처리할 프로세서와 메모리도 각각 성능과 용량이 개선돼야한다. 

실제 4G LTE 플래그십 스마트폰에는 4~8GB 사이의 D램이 들어갔지만, 올해 출시된 5G 플래그십 스마트폰에는 8~12GB 고용량 모바일 D램이 탑재됐다. 중저가형 5G 스마트폰(삼성전자 갤럭시A90 5G)에도 6GB 모바일 D램이 내장됐다.

단말에서는 디스플레이구동칩(DDI), 전력관리반도체(PMIC), 서버에서는 전력 반도체와 이더넷 등이 추가로 바뀌어야 한다. 

 

새로운 단말 없는 5G

스마트폰의 등장과 맞물려 4G는 반도체 산업에 지대한 영향을 미쳤다. 서브프라임 모기지 사태로 위축됐던 반도체 시장 규모는 2009년 2263억달러에서 2010년 2983억달러로 증가했고, 2012년과 2015년, 그리고 올해를 제외하고 매년 성장을 거듭했다.

4G의 가장 큰 수혜주 또한 반도체다. 미국 상장지수펀드(ETF) 운용사 글로벌엑스에 따르면 4G 시장이 본격적으로 커지기 시작한 2012년 초부터 올해 1분기까지 반도체·소셜미디어·통신사업자·모바일기기·통신장비 등 5개 산업 관련 지수 중 가장 큰 수익률을 보인 건 반도체였다.

 

4G 확산 시기(2012년~2019년 1분기)에 가장 많은 수익률을 보인 건 반도체였다./글로벌엑스
4G 확산 시기(2012년~2019년 1분기)에 가장 많은 수익률을 보인 건 반도체였다./글로벌엑스

5G는 어떨까. 올해 5G 스마트폰 출하량은 2000만대 수준으로, 전체 스마트폰 출하량을 17억대로 잡으면 1% 남짓에 그친다. 내년 5G 스마트폰 출하량은 최대 2억대에 달할 것으로 전망된다. 단말 출시 후 10% 비중을 달성하기까지 3년이 걸렸던 4G와 비교하면 보급 속도는 빠르다.

올해 출시된 5G 스마트폰의 총 재료 비용(BoM)은 4G 대비 20% 정도 비싸지만, 내년에도 이 추세가 이어질 가능성은 낮다. 모뎀과 애플리케이션프로세서(AP)를 결합, 부품 가격을 줄인 모답(ModAP)이 상용화되고 출하량 증가로 규모의 경제가 만들어지는 만큼 부품 가격이 하락할 가능성이 높기 때문이다. 

반도체 업계 관계자는 “단일 반도체로 가장 비싼 메모리도 가격이 많이 떨어져 4G와의 비용 차이가 10%대 중반으로 줄어들 것”이라며 “저가형 5G 스마트폰이 나올 수 있는 것도 이 때문”이라고 말했다.

더욱이 5G 스마트폰 수요는 대부분 교체 수요다. 4G에서는 경험하지 못했던 콘텐츠나 기능이 등장하지 않았기 때문이다. 지난 2015년 정점을 찍었던 연간 스마트폰 출하량은 이후 좀처럼 17~18억대에서 벗어나지 못하고 있고 설상가상으로 교체 주기까지 길어지고 있다. 

 

KT의 5G 기반 재난 안전 통신망 '스카이십 플랫폼'의 스카이십 관제실 전경./KT
KT의 5G 기반 재난 안전 통신망 '스카이십 플랫폼'의 스카이십 관제실 전경./KT

스마트팩토리·자율주행 등 5G가 겨냥하는 새로운 시장들도 좀처럼 열릴 기미를 보이지 않고 있다. 

앞서 3GPP는 산업·자동차 등에 쓰이는 산재된 통신 표준들을 하나의 네트워크에서 지원하기 위해 5G 표준에 ‘네트워크 슬라이싱’ 기술을 집어넣었다. 네트워크 슬라이싱은 통신망을 가상화해서 용도별로 쪼개 서로 독립적으로 쓸 수 있게 하는 기술이다.

하지만 대차량통신(V2X)은 실제 적용되기까지 적어도 5년이 걸리고, 인프라 투자 비용 문제로 실제 상용화 여부도 불투명하다. 스마트팩토리는 애초에 도입할만한 업체가 한정적이고 보안 등을 이유로 이동통신 기술 적용을 꺼리는 경우가 많다. 드론이나 AR/VR 기기 역시 당장 스마트폰을 대체할만큼 보편화될 가능성은 낮다.

이동통신사업자들이 5G 서비스를 재난 대응, 원격 의료 및 교육, 에너지 등 주로 정부가 고객인 영역부터 집중적으로 내놓는 것도 이 때문이다.

SK텔레콤 관계자는 “아무리 다른 기기에 적용된다 하더라도 5G 시장의 메인은 여전히 일반 소비자에게 제공하는 데이터 통신 서비스”라며 “다른 시장은 중장기적으로 5G가 어느 정도 보편화되고 나서 커지기 시작할 것”이라고 말했다.

 

인프라 투자는 유일한 가시적 기회… 관건은 속도

5G 인프라 투자는 이처럼 앞이 보이지 않는 단말보다 낫다. 주파수 대역이 높아 기지국을 더 촘촘히 깔아야하는 데다 엣지 컴퓨팅 등 새로운 기술의 도입으로 서버까지 구축해야하기 때문이다. 이 덕에 프로세서·메모리 등 주요 반도체 수요도 크게 늘어난다. (참고 KIPOST 2018년 11월 19일자 <[네버 엔딩 메모리]③5G가 메모리 시장에 미치는 영향)

4G LTE까지만 해도 네트워크 서버는 주로 중앙 기지국에 집중적으로 배치돼 각 지역 기지국으로부터 들어오는 데이터를 처리했다. 5G부터는 지역 기지국과 무선 중계기에도 서버를 구축, 데이터를 처리하게 하는 ‘엣지 컴퓨팅’ 기술이 적용된다. 

 

젠슨 황 엔비디아 창업자 겸 최고경영자(CEO, 오른쪽)와 프레드릭 제이들링(Fredrik Jejdling) 에릭슨 네트워크 사업 부문장 겸 수석 부사장이 지난달 개최된 'MWC 2019 로스앤젤레스'에서 기조연설을 하고 있다./엔비디아
젠슨 황 엔비디아 창업자 겸 최고경영자(CEO, 오른쪽)와 프레드릭 제이들링(Fredrik Jejdling) 에릭슨 네트워크 사업 부문장 겸 수석 부사장이 지난달 개최된 'MWC 2019 로스앤젤레스'에서 기조연설을 하고 있다./엔비디아

이를 지원하는 솔루션도 속속 등장하고 있다. 

엔비디아는 최근 그래픽처리장치(GPU) 기반 고성능 엣지 컴퓨팅 솔루션 ‘EGX’와 이를 지원하는 소프트웨어개발키트(SDK) 애리얼(Aerial)을 출시했다. 인텔 또한 엣지 컴퓨팅용 시스템온칩(SoC) ‘스노우 릿지’를 선보였다. 세계 1위 통신 장비 업체 에릭슨이 이 두 솔루션을 활용, 5G 무선접속망(RAN) 가상화 솔루션을 개발한다. 

관건은 투자 속도다. 이동통신 업계는 LTE 수준의 품질을 내기 위해서는 5G 기지국을 적어도 3배는 촘촘히 구축해야한다고 설명한다. 여기에 서버까지 세워야하니 통신사업자의 설비투자 비용은 천정부지로 올라간다. 

어떤 서비스와 단말이 등장할지도 모르는 상황에서 이전처럼 초기 대규모 인프라 투자를 하고 이후 유지보수 투자만 할 가능성은 낮다. 실제 국내 이동통신 3사는 4G LTE 상용화 당시 수준과 비슷하게 올해 설비 투자를 진행했다. 그나마도 대부분 기존 4G 기지국을 보완하는 방향이다. 

내년에도 올해와 비슷하거나 그보다 낮은 수준의 투자가 집행될 것으로 보인다. SKT와 KT는 내년 투자 규모를 올해보다 줄일 계획이고, LG유플러스는 올해 수준의 설비 투자를 할 예정이다. 

RF 반도체 업계 관계자는 “확실한 먹거리가 등장하지 않는 이상 단기간에 망 투자가 진행될 가능성은 거의 없다고 본다”며 “LTE 때는 3~5년 정도 투자할 계획을 세웠는데, 5G에선 투자 기간이 최소 5년 이상”이라고 말했다.

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