며칠 후면 MWC에서 LG전자는 G6를 공개합니다. 이미 많은 유출을 통해 스냅드래곤 835가 아닌, 스냅드래곤 821 탑재가 사실상 확정되었습니다. LG전자는 왜 이런 선택을 한것이며, 이유는 무엇일까요? 미국의 반도체 전문 IT 매체 SemiAccurate은 LG의 이러한 선택에 대해 설명했습니다: 



SemiAccurate: LG G6에 스냅드래곤 821 탑재가 현명한 이유

먼저, LG G6에 탑재돼야 했을 Snapdragon 835 SoC의 발표와 관련된 몇 가지 데이터로 시작하겠습니다. 삼성전자의 10LPE(Low Power Early)는 2016년 10월 17일 양산에 돌입했습니다. 그로부터 정확히 한 달 후인 11월 17일, 퀄컴과 삼성전자는 10nm 프로세스로 양산되는 최초의 제품인 Snapdragon 835를 발표했습니다.  

칩 제조의 시작은 일반적으로 웨이퍼의 생산을 의미하며, 이 후로 대량 생산에 들어가기까지 생산 능력을 증가하는 램프업이 있기 때문에, 몇 달 동안 최대 생산을 기대할 수 없습니다.  또한 삼성이 Snapdragon 835를 양산하는 팹은 하룻밤 사이에 10nm으로 바뀌지 않기 때문에, 생산 라인을 조금씩 늘려가게 됩니다. 삼성 팹이 대부분이 10nm 출력을 갖추게 하려면 1년이 넘는 시간이 소요됩니다. 2017년 중반기쯤이면 삼성은 10nm 웨이퍼 양산을 마치고, 필요한 생산 능력을 확보할 수 있게 될 것입니다. 

이제 웨이퍼 양산 시간을 살펴보겠습니다. 28nm 공정에서는 웨이퍼가 약 12주 소요되었습니다. 여기에 테스팅, 다이싱, 패키징, 그리고 메모리 등 PoP 추가 등을 포함하여 판매 가능한 SoC 모듈이 생산되려면 몇 주가 더 추가됩니다. 이로써 실리콘 웨이퍼에서 스마트폰 OEM 업체의 패키지 SoC 모듈까지 총 14 주 가량의 시간이 소요됩니다.

20 / 22nm 공정으로 내려가면, 복잡성이 증가하고, 금속층 및 더블 패터닝 레이어가 증가하는 등 전체적으로 더 많은 처리 단계가 추가됩니다. 이러한 과정은 시간을 추가로 소모하며, 14nm의 경우 20nm에서 FinFET 트랜지스터를 이용하여 BEoL은 그대로 유지하고 FEoL만 변경하는 방식이지만, 역시 시간은 소요됩니다. 그리하여 28nm 에서 14nm 까지의 단계가 2주 정도 소요되며, 합하면 웨이퍼에서 스마트폰 OEM 업체가 사용할 수 있는 SoC이 만들어 지기까지 총 16 주 가량의 시간이 소요됩니다. 

이미 예상하셨겠지만, 20/14nm 에서 10nm 으로 이동은 큰 변화입니다. 더 많은 더블 패터닝을 포함하고, 트리플 패터닝을 추가하며, 금속층도 추가합니다. 이 모든 과정들은 추가로 시간을 소요합니다.  이 과정이 약 2주 정도 소요되며, 웨이퍼에서 SoC까지의 전체 단계를 보면 총 소요 시간이 18 주 가량의 시간이 소요됩니다. 이 시간들은 모두 대략적인 값이므로, ±2주 정도라고 가정하고 보면, 10nm SoC의 총 소요 시간은 16-20 주 정도라는 계산이 나오게 됩니다. 

그 후에는 램프 업 시간이 있습니다. 칩 제조는 처음에는 느리고 낮은 수율로 시작하지만, 여러 라인이 동시에 양산하면서 훨씬 높은 수율과 최대 생산량으로 끝납니다. 생산 시작에서부터 평준화까지, 일반적으로 약 10 %의 생산량 증가가 있습니다. 램프업은 생산량이 훨씬 더 가파르게 증가하지만, 장비 제공 및 설정 등 실제로 많은 요소들이 큰 영향을 미칩니다.

이제 다시 삼성 10LPE 공정으로 설계된 Snapdragon 835로 돌아가 보겠습니다. 양산은 10월 17일에 시작되었고 최초로 10nm 공정을 적용한 SoC은 11월 17일에 발표되었으나, 이건 당연히 시생산 웨이퍼였습니다. 모든 과정이 순조롭게 진행된다면 삼성은 10월 17일부터 2월 중순까지 약 16 주 동안 10LPE 웨이퍼를 생산하게 됩니다. 그 외에 다이싱, 테스팅, 패키징, DRAM/플래시 추가 등의 나머지 절차를 거친 후, Snapdragon 835 SoC 2월 말경에 납품을 게시할 것으로 예상 가능합니다. 하지만 이 시점에서 생산량은 매우 한정되어 있습니다. 이미 다량의 웨이퍼가 제조 중이지만, 완제품이 나오려면 앞서 설명했듯이 약 4개월이 소요됩니다. 2월 말에 나오는 것들은 작년 10월 양산 초기에 제조가 시작되었던 제품입니다. 

하루 만에 기기를 만들고 판매를 시작할 수 없는 것은 누구나 아는 사실입니다. 운송 업체 및 이동통신사는 출시 전에 제품의 공급을 요구합니다. 이러한 이유는 갤럭시 S8이나 아이폰 등 수요가 많은 기기의 경우 출시 첫날부터 매출로부터 큰 이익을 볼 수 있기 때문입니다. 

애플은 분기당 약 7천만 대의 아이폰을 판매하며, 출시 첫 주 판매량이 높은 편입니다. 즉, 출시하기 전에 재고를 확보하여 판매 업자들에게 충분한 물량을 공급해야 합니다. 대부분의 스마트폰 사진이나 판매 정보 유출은 이 과정에서 발생합니다. 사전 출하 과정이 약 2주 정도 소요되고, 완성된 SoC 및 기기의 재고 분류 등의 과정이 몇 주가 더 소요됩니다. 합하면 약 4-6주 정도의 시간입니다. 

Snapdragon 835 SoC이 최초 탑재되는 스마트폰인 갤럭시 S8은 MWC에서 공개되지 않고 삼성이 따로 발표회를 가집니다. 출시일은 루머에 따라 다르지만, 대략 4월 18일에서 21일 사이에 출시가 유력합니다. 아까 설명했듯이, 10LPE 공정에서 웨이퍼가 스마트폰 OEM 업체가 사용할 수 있는 SoC이 만들어지기까지 총 18 주 가량의 시간이 소요됩니다. 여기에 스마트폰 제조, 사전 공급 및 출하 등의 과정의 소요시간 4-6주를 추가하면 전체 시간은 22-24 주, 즉 5.5에서 6개월 가량입니다.  10월 17일에 SoC 제조 소요시간 약 4.5개월을 더하면 대략 2017년 3월 1일이며, 여기에 4-6주를 더하면 4월 초에서 4월 중순 정도에 갤럭시 S8이 출하되는 것으로 볼 수 있습니다. 이는 루머의 갤럭시 S8 출시일과 비슷한 시간입니다. 10LPE 공정 일정이 제품의 출시 일정에 큰 영향을 주는 것을 확인하실 수 있습니다. 

왜 지금까지 LG G6에는 탑재되지도 않는 10LPE 공정과 Snapdragon 835 생산 일정을 예기한 걸까요? 바로, LG가 왜 Snapdragon 835를 사용하지 않고 Snapdragon 821을 사용하기로 결정했는지 설명하는데 도움이 되기 때문입니다. 

LG G6는 MWC에서 2월 26일 공식 공개되고, 3월 10일에 출시되는 것으로 알려져 있습니다. 즉, 삼성 갤럭시 S8 보다 한 달 먼저 출시됩니다. 스마트폰 같은 제품들은 시장 진입의 순서가 매우 중요합니다. LG G6가 갤럭시 S8보다 한 달 정도 먼저 출시할 경우, 단순 계산으로는 약 10% 정도 더 유리합니다. 하지만, 두 회사의 스마트폰 판매량은 항시 큰 차이가 있었습니다. 그렇다면 LG도 갤럭시 S8과 제대로 경쟁하기 위해 Sndparagon 835를 탑재해야 하는 압박감이 있었을 겁니다. 하지만 LG는 왜 기다렸다가 Snapdragon 835를 탑재하지 않은 걸까요?

퀄컴이 삼성전자와의 협력으로 Snapdragon 835를 생산하면서, 삼성이 사실상 초기 물량을 독점한 것입니다. 이러한 협력이 이루어지면 삼성전자가 우선적으로 공급받게 되는 것은 당연합니다. 이것은 비정상적이거나 비도덕적이거나 불법적이거나 한 것이 아니라, 공급자와 고객 사이에 이루어지는 상호 이익이 되는 합의일 뿐입니다. 삼성전자가 생산하지 않은 Snapdragon 810의 경우, LG가 최초 사용했던 적이 있습니다. 

따라서 삼성이 Snapdragon 835 초기 물량을 전부 공급받고 갤럭시 S8에 탑재하여 판매를 시작하면, 출시의 첫 약 4주 정도는 다른 제조사에 납품 가능한 물량이 없습니다. 삼성 갤럭시 S8의 출시 약 6 주 후에나 다른 고객 업체들에 납품이 가능하게 됩니다. 계산해보면 삼성 다음 공급받을 업체는 5월 말경에서야 공급받을 수 있다는 예기입니다. LG G6의 판매가 시작될 때는 여전히 Snapdragon 821이 최신 플래그십 SoC이며, 835는 몇 주 후까지 사용 가능한 물량이 없습니다. 만약 LG가 G6에 Snapdragon 835를 탑재하려고 기다릴 경우, 납품 시작까지 약 6주를 기다려야 할 뿐만 아니라, 출시 전 충분한 물량을 받으려면 약 6주를 추가로 더 기다려야 합니다. 이 시간은 LG가 두 번째로 835를 공급받을 업체라고 가정했을 경우이며, 만약 아닐 경우 시간은 훨씬 늘어납니다. 

따라서, LG G6가 Snapdragon 835를 탑재할 경우 갤럭시 S8에 비해 시장 진입이 늦어져 약 20% 더 불리합니다. 대신, 821을 탑재하고 한 달 가량 먼저 출시하면 시장 선점에 있어 약 10% 더 유리합니다. 계산해보면 LG가 835를 선택할 경우 약 3개월에서 4개월 정도 더 늦게 출시하게 됩니다. 이는 스마트폰 시장에서는 매우 치명적인 숫자입니다. 

LG가 Snapdragon 835 대신 821을 선택한 이유는 매우 분명하며, 현명한 선택이라고 생각됩니다. 821을 탑재함으로써 시장에 1/4분기 더 일찍 진입하는 것입니다. 이 모든 것의 기초는 반도체 공정의 근본적인 기술과 일정에 뿌리를 두고 있습니다. LG를 포함한 다른 제조사들은 2/4 분기 말 시점에서 835를 받게 되며, 그때는 후반기 스마트폰, 즉 LG V30을 준비해야 할 시간입니다. 상반기 플래그십을 위해 835 SoC을 기다리는 건 사업이나 기술적으로 매우 어리석은 일입니다. 

출처: SemiAccurate ( http://semiaccurate.com/2017/02/10/lg-good-reason-use-snapdragon-821-g6/ ) 

번역: CopyCat