생각신문 24.01.01.

 

남아공으로 몰려가는 글로벌 자동차 제조사

삼성·SK·인텔 "3C에 달렸다"

美·獨·中, UAM 핵심특허 싹쓸이

 
우와~~~2024년이다. 01.01. 시작이다. 1년동안 내가 이룰 것은 단 2가지이다. 그것이 이루어진 모습을 생각하니 2024년이 기대된다. 오늘 신문의 3가지는 2차전지 원자재, 반도체, UAM이다. 메가 트렌드이다. 글로벌 망간시장을 중국이 장악하고 있다. 남아공에 많은 망간이 있지만 망간 정제 시장은 중국이 잡고 있다. 대단한 중국이다. 더 빠르고 안정적인 반도체를 만들기 위해 반도체회사들은 달리고 있다. 3C에 대해 알게 되었다. 반도체 시장도 계속 변하고 있다. 시장에서 요구하는 것을 경쟁사보다 빨리 만들기 위해 생존하기 위해 사활을 걸고 있다. 나의 관심사인 UAM에서 한국의 성적표는 엉망이다. 

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남아공으로 몰려가는 글로벌 자동차 제조사

목적	알게된 점	용어
남아공에 무엇이 있는가?	남아프리카공화국에는 리튬이온배터리의 핵심 원료인 망간이 있다. 중국산보다 2배이상 비싸다.	*세계 망간 광석 매장량 : 남아공(42.6%), 브라질(18%), 호주(18%), 중국(3.6%) *세계 망간 정제 시장 : 중국(90%)

 
세계 자동차 제조사들이 리튬이온배터리의 핵심 원료인 망간을 확보하기 위해 남아프리카공화국의

문을 두드리고 있다. 중국산보다 두 배 이상 비싸지만 중국 의존도를 낮추기 위한 행보로 해석된다. 망간이 저가형 전기차 보급의 단초로 꼽히는 가운데 전기차 확대로 망간 가격이 더 치솟을 것이라는 전망이 나온다.

 

망간 정제시장 장악한 中

30일(현지시간) 월스트리트저널(WSJ)에 따르면 최근 남아공 북동부 도시 음봄벨라에 있는 망간 정제기업 망가니즈메탈코(MMC)에 서방 자동차 제조사들의 주문이 쇄도하고 있다. 루이스 넬 MMC 최고경영자(CEO)는 최근 2년 동안 대부분의 서방 주요 배터리 및 자동차 제조사가 회사를 방문했다고 전했다. 그는 “MMC가 이전 20년 동안 체결한 것보다 더 많은 계약을 지난 1년간 맺었다”고 밝혔다.

남아공은 세계 망간 광석 매장량의 약 42.6%를 보유한 세계 최대 망간 산지다. 이어 브라질과 호주가 전체 매장량의 18%씩을, 중국이 3.6%를 갖고 있다. 망간 정제 시장에서 남아공의 영향력은 크지 않다. 중국이 전체 시장의 약 90%를 차지한다.

중국은 느슨한 환경 규제, 값싼 전기료로 정제 시장을 장악했다. 망간 광석을 배터리용 망간 금속으로 정제하려면 광석을 잘게 빻아 산성액에 녹이고, 화학용액을 혼합해 망간 용액을 만든 뒤 전기 자극을 가해 금속을 추출해야 한다. 이 과정에서 화학 용액은 심각한 환경 오염을 유발하고 사용되는 전기량도 막대하다. 중국 기업의 망간 정제 가격은 환경 규제가 엄격한 남아공과 비교해 절반 이하로 저렴하다.

비싼 가격에도 자동차 제조사들이 남아공을 찾는 이유는 중국산 원자재 비중을 줄이려는 서방 정책이 본격화하고 있기 때문이다. ‘유럽판 인플레이션 감축법(IRA)’으로 불리는 핵심원자재법(CRMA)이 대표적이다. CRMA는 2030년까지 망간 등 34개 핵심원자재를 가공하는 모든 단계에서 특정 국가 의존도를 65% 이하로 낮추도록 규정하고 있다.

제조사들은 남아공 외 지역에서 망간 공급망을 확보하기 위해 동분서주하고 있다. 스텔란티스는 지난 7월 호주 상장 망간광산업체 엘리먼트25에 1500만달러(약 194억원)를 투자했다. 제너럴모터스(GM)는 엘리먼트25에 미국 루이지애나주에 망간 정제 공장을 건설하기 위한 자금 8500만달러(약 1100억원)를 대출하기로 6월 합의했다.

 

전기차 확대에 망간 수요 치솟아

그간 특수강·알루미늄 생산에 주로 쓰이던 망간이 전기차 배터리에 사용되는 비중이 늘면서 망간 수요가 공급을 초과할 것이라는 전망이 나온다. 에너지 컨설팅업체 우드매켄지는 세계 망간 사용량의 1%를 차지하는 배터리용 망간 수요가 전기차 보급에 따라 20년간 여섯 배가량 늘어날 것으로 내다봤다. 올해 MMC가 전기차배터리업체에 공급한 망간 금속은 전체의 약 26%로 8년 전(8%)의 세 배 이상으로 증가했다.

망간이 저가형 배터리 개발의 핵심 자원으로 떠오르면서 수요는 더 치솟을 것으로 보인다. 그간 망간은 리튬코발트산화물, 니켈과 함께 3원계(NCM) 배터리를 구성하는 주원료로 사용됐다. 3개 원자재 중 코발트 가격이 가장 비싸고 공급이 불안정하다. 배터리업계는 단가를 낮추기 위한 방안으로 코발트 비중을 줄이고 망간을 늘린 하이망간 배터리를 개발하고 있다.

급증하는 수요에 비해 망간 정제 역량은 부족하다는 게 업계 평가다. 우드매켄지에 따르면 체코, 보츠와나, 멕시코 등 세계에 20개 망간 정제소가 새로 건설될 예정이다. 이 공장들이 가동되기까지 최소 몇 년 더 걸릴 것으로 전망된다.
 
 

삼성·SK·인텔 "3C에 달렸다"

목적	알게된 점	용어
3C가 무엇인지 궁금하다.	3C는 칩렛(chiplet), 컴퓨트익스프레스링크(CXL), 고객맞춤형 칩(customized chip)이다.

 
올해 반도체산업 패권을 좌우할 핵심 기술·서비스로 칩렛(chiplet), 컴퓨트익스프레스링크(CXL), 고객맞춤형 칩(customized chip) 등 이른바 ‘3C’가 꼽히고 있다. 인공지능(AI) 기술이 확산하면서 반도체의 데이터 처리 성능을 키우는 기술(CXL)과 고성능 AI 반도체를 보다 적은 비용으로 만들 수 있는 기술(칩렛)에 대한 중요성이 커지고 있기 때문이다. AI 칩을 고객사에 맞춤형으로 공급하는 기술도 핵심적인 경쟁력으로 평가된다. 삼성전자, 인텔 등은 3C 역량을 강화하기 위해 합종연횡에 나서며 빠르게 움직이고 있다.

출처 한국경제

칩렛 시장 200조원 규모로 성장

31일 반도체업계에 따르면 지난 12월 초 AI 가속기(AI 서비스용 데이터를 학습·추론할 때 필수적인 반도체 패키지) 신제품 ‘MI300X’를 공개한 팹리스(반도체 설계전문 기업) AMD는 칩렛을 활용해 개발했다. 칩렛은 그래픽처리장치(GPU), 중앙처리장치(CPU), 입출력(I/O)단자 등을 각각의 공정에서 생산한 뒤 합치는 기술이다. 예컨대 초미세공정에서 생산해야 할 필요성이 큰 CPU는 4나노미터(㎚: 1㎚=10억분의 1m), GPU는 7㎚, 전통 공정을 활용해도 되는 I/O단자는 14㎚ 등에서 양산한 뒤 표준 규격을 활용해 연결하는 것이다.

1~2년 전까지만 해도 칩 생산의 트렌드는 CPU, GPU 등 여러 기능을 지닌 반도체를 동일 공정에서 하나의 다이(die) 위에 집적하는 ‘통합칩셋(SoC)’이었다. 하지만 초미세공정 진입으로 칩 설계의 어려움이 커졌고 수율 하락 등으로 비용도 늘었다. 기업은 각 반도체에 가장 적합한 공정에서 양산한 뒤 합치는 방안을 모색했다. 이 결과 탄생한 게 칩렛이다.

칩렛 시장 규모는 2022년 65억달러(약 8조4000억원)에서 2028년 1480억달러(약 192조원) 규모로 커질 전망이다. 반도체업계 관계자는 “2023년 삼성전자, TSMC, 인텔 등이 칩렛 생태계 구축을 위한 컨소시엄을 구축할 정도로 업계 메가트렌드가 됐다”고 설명했다.

20조원 CXL 시장 선점 나선 삼성

CXL 선점 싸움도 치열하다. CXL은 AI 가속기에서 CPU와 GPU, 메모리반도체를 효율적으로 활용하기 위한 차세대 인터페이스(통신기술)다. 기존엔 각각의 통신 방식과 성능이 달라 데이터를 처리하는 과정에서 ‘시간 지연’ 문제가 발생했다. 주로 CPU 성능을 D램이 못 따라간 영향이 컸다. 최근 AI 확산으로 데이터 처리량이 폭발적으로 늘면서 지연 문제는 계속 커졌다.

CPU 1위 업체 인텔을 중심으로 삼성전자, SK하이닉스 등 반도체 기업이 모여 반도체를 빠르게 연결하는 방안을 찾았다. 통신기술을 통합하는 방안으로 나온 게 CXL이다. CXL을 활용하면 반도체의 데이터 처리 속도·용량을 두 배 정도 높일 수 있는 것으로 알려졌다. 각 반도체가 D램을 공유할 수 있어 메모리반도체 활용도도 높아진다.

시장은 2028년 20조원 규모로 커질 것으로 전망된다. 최근 CXL D램 개발에 속도가 붙었다. 삼성전자는 최근 서버용 운영체계(OS) 기업 레드햇과 함께 D램 호환성 검증에 성공했다. 연내 CXL D램을 양산할 계획이다.

맞춤형 D램에 1조원 선주문

올해는 고대역폭메모리(HBM) 등 고객사 맞춤형 칩을 개발·양산하는 경쟁도 더욱 치열해질 전망이다. 엔비디아, AMD, 인텔 등 AI 가속기 업체들이 자사 제품에 적용되는 HBM 확보를 위해 많게는 1조원 규모 선주문을 쏟아내고 있다. 엔비디아·SK하이닉스, AMD·삼성전자 식으로 맞춤형 칩 개발을 위해 밀월관계를 구축하는 사례도 나온다. 파운드리(반도체 수탁생산) 업체도 자사 서비스용 특화 칩을 원하는 구글, 아마존 등을 고객사로 유치하기 위해 공정 개발 경쟁을 벌이고 있다.
 
 
 

美·獨·中, UAM 핵심특허 싹쓸이

목적	알게된 점	용어
난 UAM에 관심이 많다. 미국의 조비에이션에 투자도 하기 시작했다.	미국의 텍스트론, EU 에어버스, 미국의 보잉, 록히드마틴의 자회사 시코르스키, 중국 DJI 라는 회사를 알게 되었다.

 
도심항공교통(UAM) 핵심 기술로 꼽히는 전기수직이착륙(eVTOL) 등에 대한 국내 기업의 특허 경쟁력이 외국에 비해 크게 떨어지는 것으로 나타났다. UAM산업을 자력으로 조성할 능력이 거의 없다는 뜻이다. 정부가 2025년 이후 UAM 상용화를 목표로 밝힌 가운데 원천기술 확보가 시급하다는 지적이 나온다.

출처 한국경제

31일 특허청과 특허전략개발원에 따르면 2003년부터 지난 4월까지 20여 년간 미국 한국 일본 중국 유럽연합(EU) 등에 출원된 핵심 특허 5117건을 분석한 결과 한국은 모든 분야에서 하위권에 머물렀다. eVTOL, 자율비행, 관제, 인프라, 서비스, 통신, 인증시험평가 등 일곱 개 부문에서 분석했다.

eVTOL 특허는 미국 텍스트론이 206건으로 1위였다. 이어 EU 에어버스(123건), 미 보잉(113건), 록히드마틴의 자회사 시코르스키(106건) 순이었다. eVTOL은 현존하는 항공기의 유압식 엔진을 대체할 게임체인저이자 탄소중립 기술로 주목받고 있다. 기체 제작, 로터, 모터, 배터리, 안전장치, 소음 저감 등 세부 기술이 있다.

자율비행은 중국 DJI가 82건으로 가장 많았다. 이어 보잉(72건), 에어버스(51건) 순이었다. 자율비행은 충돌 회피, 정밀 지도, 라이다, 레이더, 각종 센서 등으로 나뉜다. 관제 부문은 미 하니웰(43건)과 DJI(42건)가 선두 다툼을 벌였다. UAM 통신 부문에선 미국 퀄컴(209건)이 압도적이었다. 하니웰과 DJI가 26건으로 공동 2위에 올랐다. 승객 및 화물 운송, 기존 교통 연계, 결제, 보험 등 서비스 분야는 보잉과 조비에비에이션이 각각 1, 2위를 차지했다.

시장 확보 가능성 등 특허의 질에선 제너럴일렉트릭(GE), 샤프란, 아마존, 보잉이 상위권이었다. 최근 eVTOL 특허를 가장 많이 출원한 기업은 미 나스닥시장 상장업체인 독일 릴리움이다. 2021~2022년 eVTOL뿐 아니라 배터리, 모터, 동력원 비상보호장치 등에 대한 특허 100여 건을 미국과 유럽 등에 출원했다.

한국은 버티포트 등 인프라 부문에서 한국항공우주연구원이 유일하게 4위에 이름을 올렸다. 기업은 일곱 개 부문에서 단 한 곳도 없었다.

확보가 시급한 유망 기술로는 경량 고내구성 하이브리드 수소연료전지, 공중 위험 실시간 식별 및 위험도 평가 기술, 저·중·고고도 간 통신 프로토콜 연동 기술, 지대지·공대공·공대지·지대공 등 비행 단계별 통신 경로 구성 기술 등이 꼽혔다.

미국은 항공우주국(NASA), 연방항공청(FAA)이 군과 함께 UAM 실증 및 상용화 프로그램을 가동하고 있다. EU는 내년 하계 파리올림픽에서, 일본은 2025년 UAM 상용 서비스를 시연할 계획이다. 모건스탠리에 따르면 UAM 시장 규모는 2030년 550억달러에서 탄소중립 원년인 2050년 9042억달러에 달할 것으로 전망됐다.

특허청 관계자는 “글로벌 기업들이 eVTOL 특허를 집중 출원하는 경향을 보이고 있다”며 “이 기업들이 특허 침해 소송을 걸어올 여지가 큰 만큼 특허 등록 저지 및 무효화 등 다양한 지식재산권(IP) 전략을 마련해야 한다”고 밝혔다.