반도체 전문 온라인 매거진 - 올포칩

2.5G/3G용 휴대폰의 생산이 급격히 증가하고 있다. 가트너의 자료에 따르면 2001년에 전세계적으로 생산된 휴대폰 가운데 2.5G/3G용 휴대폰이 차지하는 비중은 2.6%에 불과했으나 2002년 들어 이 비중은 24.6%로 급증하였으며, 2003년에는 50%에 육박할 것으로 추산된다. 또한 가트너는 2007년에는 전세계적으로 생산되는 휴대폰의 93.5%가 2.5G/3G용이 될 것으로 전망하고 있다. 이에 따라 휴대폰용 반도체 시장에서 2.5G/3G용 반도체 시장의 비중도 급격히 증가하고 있다. 또한 관련업체들의 제품개발 열기도 한층 열기를 더해가고 있다. 특히 3G 시장을 CDMA 기술의 선두업체인 퀄컴이 먼저 장악함에 따라 기존 GSM 칩셋 업체들도 속속 CDMA 시장진출에 나서고 있고 높은 로열티로 CDMA 종주국임에도 불구하고 수입의존도를 높였던 국내업체들도 최근 제품개발을 완료하고 시장장악에 나서고 있다. 3G폰 시장을 놓고 관련업체들의 치열한 경쟁이 예고되고 있다. <편집자주> 2.5G/3G용 휴대폰의 생산이 급격히 증가하고 있다. 가트너의 자료에 따르면 2001년에 전세계적으로 생산된 휴대폰 가운데 2.5G/3G용 휴대폰이 차지하는 비중은 2.6%에 불과했으나 2002년 들어 이 비중은 24.6%로 급증하였으며, 2003년에는 50%에 육박할 것으로 추산된다. 또한 가트너는 2007년에는 전세계적으로 생산되는 휴대폰의 93.5%가 2.5G/3G용이 될 것으로 전망하고 있다. 이에 따라 휴대폰용 반도체 시장에서 2.5G/3G용 반도체 시장의 비중도 급격히 증가하고 있다. IDC에 따르면 2002년의 경우 휴대폰용 반도체 매출액 가운데 2.5G/3G용 반도체 매출액이 차지하는 비중이 25.2%로 나타났다. 이 비중은 2003년에 50%를 넘어서며(56.2%), 2007년에는 94.8%에 이를 것으로 보인다. <표 1> 휴대폰용 반도체 시장현황 (단위 : 백만 달러)

구분 2002년 2001년 성장률 전체 통신용반도체 시장 36,395,9 38,420,3 -5.3% 무선통신용 반도체 시장 13,200,0 11,776,0 12.1% 가입자 장비용 12,007,7 10,086,5 19.0% 베이스밴드 7,496,8 5,937,8 26.3% 셀룰러/광대역PCS 6,967,0 5,397,9 29.1%

(자료 : 가트너그룹 2003. 5) 2.5/3G폰 매출비중 높아져 한편 휴대폰용 반도체 시장은 크게 베이스밴드 칩셋과 RF 칩셋으로 구분된다. RF 칩셋은 다시 전력증폭기(Power Amplifier), RF PLL, 트랜시버(Transceiver)로 세분된다. 그 중 가장 큰 비중을 차지하고 있는 분야는 베이스밴드 칩셋 분야이다. 가트너에 따르면 휴대폰용 반도체 시장에서 베이스밴드 칩셋 분야가 차지하는 비중이 2001년 약 59%에서 2002년에는 약 62%로 증가하였다. IDC가 집계한 자료에서는 베이스밴드 칩셋 분야가 차지하는 비중이 더 높게 나타나고 있는데 2001년에는 약 64%, 2002년에는 약 67%로 나타나고 있다. 현재 베이스밴드 칩셋 분야에서는 TI(Texas Instruments)와 퀄컴이 GSM/GPRS 및 CDMA 시장에서 각각 수위를 달리는 가운데 전체 베이스밴드 칩셋 시장에서도 각각 1위와 2위에 자리매김되어 있다. 본 고에서는 휴대폰용 반도체 시장 현황과 그 중 가장 큰 비중을 차지하고 있는 베이스밴드 칩셋 분야에 대해 먼저 시장동향을 개괄하고 베이스밴드 칩셋을 중심으로 최근 이슈 사항을 간략히 살펴본 다음 TI와 퀄컴을 중심으로 개발동향을 살펴본다. <그림 1> 휴대폰용 반도체 시장의 세대별 구성비(매출액 기준) 2002년 132억 달러 규모 가트너의 자료에 따르면 2002년도 무선통신용 반도체 시장은 약 132억 달러 규모로 추정된다. 이는 전체 통신용 반도체 시장의 약 36%에 해당하는 것이다. 이 시장의 약 90% 이상을 가입자 장비용 시장이 차지하고 있다. 여기서 가입자 장비에는 디지털 셀룰러/PCS 외에 디지털 코드리스, 무선 LAN, 그리고 무선 호출기 등이 포함되어 있지만 디지털 코드리스, 무선 LAN, 그리고 무선호출기 시장이 차지하는 비중은 10% 미만이다. 한편 세대별 기술을 기준으로 보면, 2002년까지 2.5G/3G용 시장이 차지하는 비중은 매출액을 기준으로 할 때 25.2% 정도였다. 하지만 앞서 밝혔듯이 전세계적으로 2.5G/3G 휴대폰의 생산이 급격히 증가하면서 2.5G/3G용 반도체의 비중도 급격히 증가할 것으로 기대되고 있다. IDC는 2.5G/3G용 반도체의 비중이 2003년에 50%를 넘어설 것으로 전망하고 있다. 특히 2007년에는 전체 휴대폰용 반도체 시장에서 2.5G/3G용 반도체의 비중이 95%에 육박할 것으로 예상된다. 베이스밴드칩셋 TI vs 퀄컴 베이스밴드 칩셋 시장에서는 TI와 퀄컴이 다른 업체들과 큰 격차를 보이며 각각 1, 2위를 달리고 있다. 이들 양 사는 GSM/GPRS 및 CDMA 시장에서 각각 수위를 달리는 가운데 전체 베이스밴드 칩셋 시장에서는 TI가 앞서 있다. 이는 아직까지 CDMA 시장보다 GSM/GPRS 시장 규모가 크기 때문인 것으로 보인다. 한편, DRAM 시장의 우위를 바탕으로 2002년도 전체 반도체 시장에서 세계 2위에 오른 삼성은 휴대폰용 베이스밴드 칩셋 시장에서는 세계 시장 점유율이 1.6%에 머물고 있는 실정이다. 2002년 시장 동향 중 특히 휴대폰용 반도체 시장 판도에 커다란 영향을 주는 흐름의 하나가 바로 멀티미디어 기능을 갖춘 2.5G 및 3G 휴대폰의 급격한 부상이다. <표 2> 주요 반도체 제조업체 베이스밴드 칩셋 시장점유 현황 (단위 : 백만 달러)

순위 벤더 2002 2001 Change 2002 M/S 1 TI 1,350,0 1,250,0 46.0% 24.7% 2 퀄컴 1,421,0 974,0 45.9% 19.0% 3 ST마이크로일렉트로닉스 739,0 658,0 12.3% 9.9% 4 필립스 664,0 652,0 1.6% 8.9% 5 모토로라 662,0 460,0 37.9% 8.8% 11 삼성 118.0 78.0 51.3% 1.6% 기타 2,042.8 1,933,6 전체 7,496,8 5,937,8 26.3% 100%

자료 : 가트너그룹 2003.5 퀄컴 시장지배력 강화 앞서도 얘기했듯이 전세계적으로 생산되는 휴대폰 가운데 2.5G/3G용 휴대폰이 차지하는 비중은 2001년 2.6%에서 2002년엔 24.6%로 급증하였으며, 2003년에는 50%에 육박할 것으로 전망된다. 이에 따라 휴대폰용 반도체 시장에서 2.5G/3G용 반도체의 비중이 2003년에 50%를 넘어설 것으로 전망되고 있다. 2.5G/3G용 반도체의 비중 증가는 퀄컴의 시장 지배력 강화로 나타날 수 있다. 현재 전체 휴대폰용 반도체 시장에서는 TI가 수위를 달리고 있지만, 2.5G/3G용 반도체 시장에서는 퀄컴이 TI를 크게 앞서고 있는 상황이다. 이런 상황에서 2.5G/3G용 시장의 급격한 비중 증가는 퀄컴의 파이 증가로 나타날 수 있다. 참고로, 2002년에 퀄컴은 GSM/GPRS 및 cdma2000 1xRTT 칩 시장에서 36.3%의 점유율로 17.2%의 점유율을 보인 TI를 크게 앞서며 수위에 자리매김되었다. 특히, 현재까지 3G 서비스 가입자와 3G 단말 판매 등 3G 시장은 주로 cdma2000 1x를 중심으로 형성되고 있는데, CDMA 베이스밴드 칩 시장은 퀄컴이 거의 독식하다시피 하고 있다. CDMA시장 진출업체 늘어나 CDMA 베이스밴드 칩 분야의 성장 가능성이 높아지면서 주요 칩 제조업체들이 잇달아 CDMA 시장 진출을 선언하고 있다. 우선 GSM/GPRS용 베이스밴드 칩 분야에서 여타 업체와 큰 차이를 보이며 수위를 달리고 있는 TI가 CDMA 베이스밴드 칩 분야 진입을 결정했다. TI는 ST마이크로일렉트로닉스 및 노키아와 2003년 5월에 CDMA 방식의 휴대폰에 들어가는 칩셋을 공동 개발해 2003년 3/4분기부터는 cdma2000 1x 등의 칩셋을 공급할 계획이라고 발표했다. TI의 CDMA 시장 진출과 관련해 퀄컴은 한편으로는 차세대 MSM 시리즈를 조기에 발표하고, 다른 한편으로는 CDMA에 대한 정보 노출을 이유로 TI를 교차 라이선스 관련 계약 위반으로 제소하는 등 TI의 CDMA 시장 진출을 강력히 견제하고 있다. 참고로 퀄컴과 TI는 2000년 12월에 상호 특허권 사용 협정을 맺은 바 있는데, 퀄컴은 CDMA 기술, TI는 DSP 기술 등을 서로 제공하며, 상대방 특허권을 이용해 모든 무선표준에 대한 반도체를 생산/판매할 수 있는 권리를 제공하는 것을 주요 내용으로 하고 있다. 세계 휴대폰 업계에서 갈수록 위상을 높여가고 있는 삼성전자도 2000년부터 3세대 칩 개발(프로젝트명 에스콤5000)에 착수해 3년여 만에 독자 cdma2000 1x 칩 상용화에 성공했다고 지난 4월에 발표했다. 삼성전자는 지난 1990년대에 독자적으로 개발한 2세대 칩을 탑재한 단말기를 국내 시장에 100만대 가량 공급했으나 한국 업체에 독점적으로 CDMA 칩을 공급하고 있는 퀄컴과의 관계 탓에 칩 사업을 크게 축소한 바 있다. 독자 칩을 내장한 이동전화 단말기를 선보임으로써 원가 절감 등 세계시장에서의 경쟁력 강화에 큰 효과를 거둘 것으로 기대하고 있는 삼성은 WCDMA 칩의 상용화도 눈 앞에 두고 있다. 이 외에 국내 휴대폰용 반도체 분야 벤처 기업으로서 2002년 11월에 퀄컴으로부터 CDMA 방식의 ASIC 라이선스를 확보한 바 있는 이오넥스도 2003년 6월말부터 cdma2000 1x 상용 칩(모델명 N-1000) 출하에 나섰다. 듀얼밴드/듀얼모드(DBDM)화 최근 국내에서는 기존 동기식 cdma2000에 이어 비동기식 WCDMA 서비스 도입이 가시화되면서 이들 양 방식을 하나의 칩에서 구현한 DBDM을 지원하는 원 칩의 개발이 이슈가 되고 있다. 퀄컴이 GSM/WCDMA 원 칩 시장에 주력하면서 CDMA/WCDMA 원 칩(MSM6600)의 생산을 유보하고 있는 가운데 삼성과 LG가 조만간 자체 개발한 CDMA/WCDMA 원 칩을 탑재한 단말기를 선보일 예정이다. 또한, 이오넥스의 경우 2002년 10월에 CDMA/WCDMA 원 칩(모델명 N-3000) 개발을 발표한 데 이어 GSM/WCDMA/cdma2000 1x 등을 원칩화 한 트라이얼(삼중) 모드 칩을 2003년 내에 개발하기로 해 주목받고 있다. 한편 주요 기업의 듀얼 모드 칩 개발 현황을 보면, 퀄컴은 2003년 7월에 cdma2000 1x, cdma2000 1x EVDO와 GSM/GPRS를 지원하는 MSM6500을 샘플 출하했으며, 2002년 10월에는 cdma2000 1x 와 GSM/GPRS를 지원하는 MSM6300을 샘플 출하했다. TI는 GSM/GPRS 및 WCDMA 듀얼 모드 제품인 TCS4105를 2003년 2월 발표했는데 동 제품은 3/4분기에 상용 시제품 출하, 2004년 상반기에 양산 예정이다. 이 외에 미국의 이동통신 단말기용 반도체 제조업체인 샌드브리지테크놀로지스가 하나의 단말기에서 CDMA와 GSM을 동시에 이용할 수 있는 SDR(Software Difined Radio) 방식의 베이스밴드 칩을 2003년 내에 출시할 것으로 기대되고 있다. “3G폰 시장을 잡아라” 퀄컴은 우리나라의 삼성전자, LG전자, 팬택을 비롯하여 알프스전기, 후지쯔, 히타찌, 교세라, 산요, 도시바 및 기타 세계 유수의 CDMA 단말기 및 기반시설 제조업체에 칩셋을 공급하고 있고 있다. 컬컴은 2002년까지 총 7억 2,500만 개의 CDMA 칩을 공급했으며, 2001년과 2002년에 3G용 MSM 칩셋만도 1억 2,050만 개를 공급했다. 한편 퀄컴은 2002년 말 현제 세계 50개 제조업체에게 3G용 CDMA 칩셋을 공급하고 있다. 퀄컴은 2000년 2월에 최초의 3G용 칩인 MSM5000 칩셋을 샘플 공급하기 시작한 이래 MSM5100, MSM5500, MSM6000, MSM6100 등을 거쳐 2003년 7월에는 MSM6500을 샘플 출하했다. MSM6500은 cdma2000 1x, cdma2000 1x EVDO와 GSM/GPRS를 지원해 3세대와 2세대 로밍이 가능하며, 순방향으로 최고 2.4Mbps의 무선 데이터 전송속도를 지원한다. 고성능 내장형 CPU(ARM926EJ-S)와 두개의 저전력 DSP(QDSP4000)를 단일 칩에 내장했고, 중간주파수(IF) 회로를 고주파(RF) 회로에 통합, IF 표면탄성화(SAW) 필터를 없애 칩 크기를 최소화한 것이 특징이다. 이외에도 MPEG4 압축 및 재생, 2D/3D 그래픽 가속기, 블루투스, GPS, 착탈식 사용자 모듈(R-UIM) 등의 기능을 지원한다. 신제품 개발 열기 후끈 한편 퀄컴은 지난 5월에 차세대 칩셋인 MSM7000 시리즈를 공개했다. 이 발표는 우리나라의 삼성전자가 cdma2000 1x 칩을 독자 개발하고, 세계 최대의 이동전화 제조업체인 노키아를 비롯하여 TI, ST마이크로일렉트로닉스 등 3사가 CDMA 칩셋을 공동개발하기로 하는 등 그 동안 독주했던 CDMA 칩 시장에서의 경쟁이 가열되면서 시장 잠식 및 가격인하 압력에 대한 대응책으로 분석되고 있다. cdma2000 1x용, cdma2000 1x EVDO 및 GSM/GPRS 듀얼모드용, WCDMA 및 GSM/GPRS용 등으로 구분되는 퀄컴의 MSM7000 시리즈는 400㎒에서 최고 1㎓까지 속도를 내는 고성능 ARM11 코어를 기반으로 ARM7, DSP 등 다종의 프로세서를 한 칩에 통합하고 있으며, VGA급(640×480)의 해상도와 400만 화소의 디지털카메라 지원기능을 내장하고 있다. 퀄컴은 MSM7000시리즈의 출시 시기를 2004년으로 밝히고 있으며 올해 말에는 첫 시제품을 출시할 계획이다. <그림 2> MSM6500 칩셋 블록도(1x/1xEV-DO와 GSM/GPRS 듀얼모드의 경우) 저전력, 멀티미디어 기능강화에 초점 2003년 2월 TI는 WCDMA를 지원하는 TCS4105 UMTS 칩셋을 발표하면서 마케팅을 강화하고 있다. 기존 GSM/GPRS와 WCDMA 듀얼모드인 이 제품은 GSM/GPRS의 경우 Class 12,3) WCDMA의 경우 384 kbps의 데이터 속도를 지원한다. TBB4105 디지털 베이스밴드, TWL3024 아날로그 베이스밴드, TRF6151 GMS/GPRS Transceiver, TRF6301 WCDMA Transceiver 등 4개 칩으로 구성된 TCS4105는 업계 최초로 최첨단 90㎚ 기술을 적용한 제품으로 그 동안 전세계 이통 업계 최대 난제였던 칩의 크기와 전력소모를 크게 줄였다는 평가를 받고 있다. TCS4105은 ▲기존 3G 단말에 비해 전지의 대기 시간 배가 ▲고집적 4칩 솔루션으로 부품 수 약 30% 절감 ▲GSM/GPRS와 WCDMA 듀얼모드 ▲MMS, 디지털 카메라, 자바 애플리케이션, MP3 및 기타 음악 포맷, 스트리밍 비디오 같은 범용 애플리케이션 가능 등을 특징을 제공한다. 한편 TCS4105의 상용 샘플 출시일정은 오는 3/4분기, 양산 및 소프트웨어는 2004년 상반기로 예정돼 있다. TCS4105 UMTS 칩셋 외에 TI는 TCS2620, TCS2600, TCS2500, TCS2200, TCS2100 및 TCS2010의 6개 GPRS용 칩셋과 GSM용 칩셋인 TCS1100을 제공하고 있다. 또한, 최근에는 CDMA 시장 진출을 선언하고 2003년 3/4분기에 cdma2000 1x용 칩셋 시제품을 출시할 계획에 있다. <그림 3> TI TCS4105 칩셋 블록도 인텔 등 신규업체 잇단 출현 세계 최대의 반도체 제조업체인 인텔이 지난 2월 GSM/GPRS 휴대폰용 통합 칩셋인 PXA800F 프로세서를 공개하며 GSM 계열 휴대폰용 반도체 시장 진출했다. 그 동안 인텔은 일본에서 채택하고 있는 PDC용 베이스밴드 칩셋인 D5314, 미국과 남미 등에서 채택하고 있는 TDMA용 베이스밴드 칩셋인 D5205와 D5206을 공급해왔다. 하지만 GSM/GPRS나 CDMA용 시장에 비해 상대적으로 규모가 작아 휴대폰용 베이스밴드 칩셋 분야에서 인텔은 크게 주목받지 못했다. 그러나 데스크톱, 노트북 PC용 마이크로프로세서와 칩셋 분야에서 인텔이 가지고 있는 브랜드 인지도와 높은 기술력, 자금력 등을 고려할 때 앞으로 GSM/GPRS용 베이스밴드 칩셋 시장 구도에 큰 영향을 미칠 것으로 보인다. 인텔의 PXA800F 프로세서는 ‘마니토바’라는 코드명으로 개발해온 것으로, 엑스스케일 기술에 기반하였으며, 312MHz 속도의 프로세서와 4MB의 온 칩 플래시메모리, DSP를 하나의 칩으로 통합한 GSM/GPRS용 칩셋이다. 인텔은 현재 이 제품의 샘플을 휴대폰 제조업체에 공급하고 있으며 3/4분기부터 양산에 들어갔다. 국내 휴대폰 업체 중에서는 맥슨텔레콤이 채용 의사를 밝혔다. 그리고 대만의 MiTAC 및 Wistron, 중국의 닝보버드(Ningbo Bird) 및 TCL,Legend 등 아시아계 회사들도 도입을 표시한 것으로 알려지고 있다. 인텔 외에 미국의 샌드브리지테크놀로지스가 하나의 단말기에서 CDMA와 GSM을 동시에 이용할 수 있는 SDR(Software Difined Radio) 방식의 베이스밴드 칩을 올해 내에 출시할 것 계획이다. 국내에서는 삼성과 LG가 자체 개발한 CDMA/WCDMA 원 칩을 탑재한 단말기를 조만간 선보일 예정이며, 휴대폰용 반도체 벤처 기업인 이오넥스의 경우 2002년 10월에 CDMA/ WCDMA 원 칩(모델명 N-3000) 개발을 발표한 데 이어 GSM/WCDMA/cdma2000 1x 등을 원칩화 한 트라이얼(삼중) 모드 칩을 올해 안에 개발하기로 해 주목받고 있다. <그림 4> 인텔 PXA800F 칩셋의 블록도 국산화 열기도 높아져 삼성전자와 LG전자를 주축으로 하는 국내 휴대폰 제조업체들의 세계적 위상은 시간이 갈수록 강화되고 있다. 이에 따라 국내 휴대폰 생산 규모도 꾸준히 증가하고 있으며 이제는 세계 시장의 25%에 해당하는 1억대 규모에 이르고 있다. 관련 부품 산업의 기술력도 제고되고 있다. 삼성전자•LG전자 등은 자체적으로 핵심 칩 개발에 나서거나 부품 업체들과 공동으로 디스플레이, 메모리, RF칩, 카메라 모듈 등 핵심 부품을 개발해 채택하고 있다. 이에 따라 휴대폰 핵심 부품의 국산화도 크게 향상되고 있다. 삼성전자의 경우 이미 국산화율이 50%를 넘어섰으며, LG전자도 올해 내에 국산화율이 50% 수준에 이를 것으로 보고 있다. 휴대폰 제조에 필수적인 고부가가치 핵심 칩 분야, 특히 베이스밴드 칩 개발도 서서히 탄력을 받고 있다. 사실 베이스밴드 칩은 그 동안 퀄컴이나 TI 등에 크게 의존해 왔다. 2002년의 경우 삼성전자가 전체 반도체 시장에서 세계 2위에 올라섰지만 이 시장에서는 시장 점유율이 1.6%에 그치고 있는 정도이다. 하지만 최근 들어 삼성전자가 cdma2000 1x 칩을 독자 개발한 데 이어 조만간 WCDMA 칩도 발표할 예정으로 있으며, 휴대폰용 반도체 벤처기업인 이오엑스 역시 제품 개발에 전력을 기울이고 있다. 베이스밴드 칩 시장은 서언 부분에서 언급한 바와 같이 전체 휴대폰용 반도체 시장에서 60%를 크게 상회하는 비중을 차지하고 있다.