※ 이 글은 impress watch 에 실린 컬럼을 번역한 것입니다. 사정에 따라 예고없이 삭제될 수 있으므로 양해부탁드립니다.
최근의 태블릿/스마트폰용 SoC 제 3회 ~ 로우엔드~미드레인지를 노리는 플레이어
(원문 : 今どきのタブレット/スマートフォン向けSoC 第3回 ～ローエンド～ミドルレンジを狙うプレーヤー)
제 3회에서는 시장을 석권하는 Qualcomm/Samsung의 자리를 위협하는 「기타」세력을 소개할까 한다.
모바일용 SoC 시장의 근황
본 내용에 들어가기 앞서, 12월 6일에 도쿄에서 개최된 ARM Technology Symposia Tokyo 2013 기조강연의 슬라이드를 봐주기 바란다(그림1). 이것은 모바일용 제품이 앞으로 어떻게 전개되어갈지 가격대별로 예상한 것이다.
그림1. ARM Technolgy Symposia Tokyo 2013에서 보인 모바일용 SoC의 동향 예상
현재는 2013년이지만, 아직 올해가 끝나지 않았으므로 지난해(2012년)까지의 것을 정량 데이터로 삼는다.
이것을 베이스로 생각하면 하이엔드, 즉 최종제품가격이 400달러를 넘는 제품들은 앞으로 커다란 성장을 보이지 않으며, 오히려 그 밑인 200~350달러의 가격대가 크게 성장함을 알 수 있다.
이 미드레인지, 미국의 예를 들면 「Nexus 4」가 8GB에 199달러, 16GB도 249달러이니 여기에 해당하는데, 결국 이 클래스가 크게 설장할 것이라고 판단하고 있다는 이야기이다. 물론 가장 크게 성장하는 것은 150달러 미만의 로우엔드 제품이지만.
실은 이 전개 내용은 ARM이 투자가 대상으로 내놓은 프리젠테이션에 좀 더 자세하게 나와있다. 이 프리젠테이션은 2013년 3/4분기(2013년 10월)에 내놓은 것이지만, 앞서 이야기한 대로 2013년의 집계가 아직 끝나지 않은지라 마켓의 숫자는 2012년을 베이스로 하고 있다.
먼저 그림 2를 보자. 각 SoC의 마켓별 제품가격과 각자의 매상수량예측이다. 여기에 있는 프리미엄, 즉 하이엔드는 2012년이 3억대 중후반, 2017년에는 4억대이므로 성장하긴 하지만 어느 정도 한계에 달했다는 느낌이 강하다. 그에 반해 미드레인지는 2012년이 2억대 정도인데 2017년은 5억대 이상으로 2.5배로 늘어난다. 거기에 엔트리 레벨, 즉 로우엔드는 2억대가 8억대 이상으로 늘어나 4배를 넘는다.
각 구성을 좀 더 상세하게 본 것이 그림 3이다. "Voice Only", 즉 통화와 SMS밖에 안되는 휴대폰은 이 시점에서도 아직 7억1천만대라는 거대한 마켓이지만, 지금까지 그 상위에 있던 피처폰은 2017년까지는 엔트리 레벨의 스마트폰에 흡수되리라는 것이라는 것이 ARM의 견해이다.
그림 2. 시장별 SoC 가격과 매상수량예측
그림 3. 제품 세그먼트별 장래예측
자, 지난회에 소개했던 Qualcomm이라던가 Samsung의 SoC는 그림 3으로 보면 미드레인지에서 프리미엄 대상에 자리잡게 된다. 그림 2에서는 각자 SoC의 칩 가격을
- 엔트리 레벨 : 5달러 미만
- 미드레인지 : 5~15달러
- 프리미엄 : 15~20달러
로 추정하고 있다. 다만 이것은 어디까지나 2017년 기준의 가격이고, 지금은 좀 더 가격이 높아서
- 엔트리 레벨 : 10달러 미만
- 미드레인지 : 10~20달러
- 프리미엄 : 20달러 이상
정도. 애초에 SoC의 가격에 정가라는 건 존재하지 않는다. 그건 당연히 발주수량에 따라 가격이 변하는 상대매매가 기본이기 때문인데, 그래도 하이엔드 대상 SoC의 예를 들면 40달러 이상이라는 숫자를 들은 적이 있다. 적당히 이야기하자면 제품의 최종가격의 5% 전후가 SoC 가격의 일반적 시세라고 하니, 스마트폰의 가격에서 역산하면 SoC의 가격을 대충 예상할 수 있을 것이다.
지난회 언급했던, Snapdragon을 사용하면 100달러의 스마트폰을 만드는 건 어렵다고 했던 건, 현재 Snapdragon 200 시리즈도 5달러를 조금 넘는 정도의 가격이 붙어있기 때문이 아닐까 생각한다. 이건 장래적으로 공정미세화 등을 통해 원가를 낮추면 이야기가 달라지는 부분이지만, 사실 최근에는 공정미세화가 원가에 별 영향을 미치지 않게 되고 있다. 초기투자비용이 너무 막대하여 이것을 회수하기 위한 비용추가가 공정미세화에 따른 원가삭감분을 넘어서고 있는 것이다. 근본적으로 사고방식을 바꾸지 않으면, 이런 미드레인지~로우엔드용 SoC를 만드는 것은 어렵다는 이야기다.
미드레인지의 왕자 : MediaTek과 Broadcom
그럼, 이런 마켓에서 존재감을 내뿜고있는 것은 어디인가? 하면 대만 MediaTek과 미국 Broadcom이다.
우선 MediaTek. 동사는 원래 CD-ROM 드라이브의 컨트롤러등에 손을 대던 회사였지만, 여러 회사의 매수를 반복하면서 차차 광범위한 제품 포트폴리오를 갖기에 이르렀다. PC 관련으로는 칩셋 사업을 ULi로 분사화한 후의 ALi나, 카메라용 SoC인 NuCore Technology를 산하로 둔 것으로 유명하다.
그 MediaTek이 휴대폰 시장에 진출한 것은 2007년. ADI(Analog Devices Inc.)의 휴대폰 사업을 매수함으로써 시작된다. 이를 통해 동사는 GSM/GPRS/EDGE/WCDNA/TD-SCDMA 등의 통신방식에 대응하는 「SoftFone」시리즈 베이스밴드 모뎀이나, 「Othello」칩셋을 입수한다. 당초에는 SoftFone이나 Othello을 그대로 판매(참고로 지금도 판매한다)했지만, 이것을 기반으로 우선 피처폰용 SoC 시장에 참가한다. 이 시절의 프로세서는 ARM7이나 ARM9로, 피처폰은 둘째치고 스마트폰에는 성능적으로 상당히 부족했던 것이 사실이다. 애초에 이 시절에는 아직 동사에서 "스마트폰 대상"이라고 대놓고 출시한 건 없었다.
그런 MediaTek의 첫 스마트폰 대상 제품이라고 할만한 것이 「MT6573」이다. 2011년의 MWC(Mobile World Congress)에서는 이 MT6573을 탑재한 레퍼런스를 전시하기도 했다. 프로세서는 ARM11 650MHz로, 그래도 Android 2.2가 잘 돌아가던 물건이었다. 특필할만한 것은, MediaTek은 이 시점에 최종제품가격 80달러를 예정하고 있었다는 것이다. 이후에도 동사는 이 노선을 계속 밀고 나간다. 하지만, 트렌드에 맞춰 더 빠른 통신에 대응할 필요가 생기고, 듀얼/쿼드코어 프로세서에 대한 수요가 높아지는 등의 동향을 영향을 받아, 2010년 8월에는 NTT 도코모에서 LTE 모뎀의 라이선스를 받고 2012년 8월에는 쿼드코어 프로세서 SoC 개발을 표명하는 등의 고기능화로 나아가지 않을수 없게 된다. 이것은 후술하겠지만 로우엔드에서의 경쟁이 과열화된 결과, 나름대로의 고기능/고가격 마켓으로 옮길수밖에 없었다, 라는게 속사정이다.
원래 동사는 팹리스였지만, 기본적으로는 취급하는 전제품을 내부에 안고 있는 개발부대를 통해 스스로 갖춘다는 Qualcomm에 가까운 비즈니스 모델을 취하고 있는지라, 아무래도 후발의 저가격 벤더와 비교하면 가격면에서의 경쟁력이 낮아지는 것이 그런 상황이 된 주요원인이다. 동사가 TI(Texas Instruments)와 나란히하는 SoC 벤더로서 HSA Foundation의 창설 멤버에 처음부터 이름을 올린 것은, HSA가 후발의 저가격 벤더와의 차별화 요인이 될 수 있다, 라고하는 생각이 있었기 때문이다.
애초에 밀리고 있다고는 하지만 MediaTek은 틀림없는 미드레인지의 왕자이다. 이렇게 말하는 이유는 중화권의 단말기기 메이커만이 아니라, HTC나 소니등 글로벌 마켓 대상 제품에의 채용도 달성했기 때문이다. IC Insight에 의한 2013년 상반기 매상에서 동사의 랭킹은 18위이지만 성장률은 33%로 매우 높으며, 2013년 후반에는 16위까지 상승할 것이라는 예측도 나와있다. 이 IC Insight의 예측에 따르면 MediaTek은 2013년 중에 2억개의 스마트폰용 애플리케이션 프로세서를 출하하는 것으로 되어있어(201년 실적은 1억 8백만개), 이 수치가 바르다는 것이 전제이긴 하지만, 미드레인지의 왕자라 칭해도 틀리지 않을 것이라 생각한다.
참고로 설계팀을 그대로 안고 있다고는 하지만, 아키텍처 라이선스를 받아 CPU 코어를 자사에서 생산할 정도의 팀은 아니고, 타겟으로 삼고 있는 시장 세그먼트를 생각하면 그렇게까지 할 필요도 없다. 이용하는 IP도, CPU 코어를 예로 들면 고가격인 Cortex-A15가 아닌, 염가의 Cortex-A7 정도다. 고가 IP를 구입해서, 이것이 제품가격을 상승시키는 것은 가능한 피하고 싶다는 것이리라.
MediaTek이 동쪽의 왕자라면 서쪽의 왕자는 Broadcom이다. Broadcom이라고 하면 네트워크 관련제품을 폭넓게 커버하고 있는 반도체 메이커로, 동사 또한 여러 기업을 매수함으로써 제품 포트폴리오를 늘려왔다. 스마트폰 관련으로 이야기하자면 2002녀에 Mobilink Telecom, 2004년의 Zyray Wireless, 201년의 Beceem Communication 등이 직접 관계되는 곳으로, 2013년에 매수한 르네사스 모바일이 여기에 더해지는 형태가 되었다.
애초에 Broadcom은 모바일용 SoC에 해당하는 상품은 있지만 채용예가 그다지 많지 않다. 오히려 모뎀을 자사에서 준비할 수 없는 SoC 벤더(예를 들면 TI의 OMAP이나 Tegra 3까지의 NVIDIA 등)용으로 베이스밴드 모뎀을 제공하는 것이 중심이었다. 이 베이스밴드 모뎀의 쉐어를 후술할 HiSilicon Technologies나 RDA Microelectronics 등의 신흥 메이커에게 조금씩 빼앗기고 있었다.
Broadcom은 르네사스 모바일에서 매수한 LTE 모뎀으로 이를 만회함과 동시에, 일체형 SoC의 쉐어를 늘리고자하는 생각이다. 다만 현재 하이엔드에 위치하는 「BCM23550」의 스펙을 보면, 쿼드코어 Cortex-A7라는 구성이나 듀얼 SIM을 지원하는 부분등 MediaTek의 「MT6589」과 구성이 비슷하며 실제로 비슷한 마켓을 노리고 있다고 생각된다.
MediaTek도 Broadcom도 기본적인 전략은 거의 같아, LTE 대응을 차별화요인으로 삼으면서도 Qualcomm이나 Samsung보다도 싼 가격으로 미드레인지 대상 SoC의 마켓 쉐어를 단단히 붙잡는 것이 아닐까 한다.
아마도 2014년 중에는 양사 모두 64bit의 솔루션을 내놓으리라 보여진다. 참고로 Broadcom은 네트워크용으로 이미 ARM v8A의 아키텍처 라이선스를 받았지만, 이것을 이용해서 모바일용 애플리케이션을 내지는 않으리라 추측된다. Broadcom의 64bit ARM 코어는 기존의 MIPS 64 베이스의 코어를 바꾼것이며, 4명령의 수퍼스칼라/아웃 오브 오더 구성으로, 그것도 4스레드의 SMT라는 물건이다. 모바일용치고는 확실히 오버스펙이다. 이쪽도 아마 Cortex-A53의 라이선스를 받는 방향이 되리라 생각된다.
로우엔드의 유력후보 : Spreadtrum, Rockchip & RDA, HiSilicon
드디어 이야기는 격전지구인 로우엔드 시장이다. 이곳은 중국계 메이커의 독무대다.
우선, 비교적 조기에 이름을 알린 것이 중국 Spreadtrum Communications로, 이곳은 모뎀 단체과 통합 SoC 양쪽 모두 제공한다. Spreadtrum의 특징은 어쨌든 모든 비용을 낮게 짜낸다는 것. 살 수 있는 것은 일단 사서 개발비용을 억누르는 방향으로, CPU 코어의 예를 들면 살수 있으면 하드 IP, 그렇지 않으면 POP, 그것도 무리라면 소프트 IP라는 상당히 명쾌한 전략이다.
그래도 제조공정은 2010년에 이미 40nm, 2012년 후반부터는 28nm로 이행하고 있다. 또 동사는 모뎀 단독과, 모뎀 통합 SoC의 양쪽을 출시한다는 Qualcomm과 비슷한 제품 라인업을 준비하고 있다. 아무래도 LTE에 관해서는 아직 모뎀뿐이고 통합제품은 존재하지 않지만, 3G 대응 제품의 예를 들자면 「Shark」라는 코드명의 「SC8835S」는 그림 4의 구성으로, Snapdragon 400 클래스와 붙을 수 있을만한 스펙이다. 이것을 Qualcomm보다도 염가에 출시한다는 이야기다.
물론 이 클래스가 되면 가격은 로우엔드용의 5~10달러 미만이라는 가격대에는 들어가기 힘들지만, 동사의 「SC7710」은 그림 5처럼 상당히 명확한 구성이다. 그래도 CPU는 1GHz로 동작하며 GPU는 ARM의 Mali-400으로, 나름대로의 성능을 갖고 있어 로우엔드 스마트폰용으로는 충분하다.
그림 4. Spreadtrum SC8835의 블록 다이어그램
Spreadtrum은 모뎀을 제공하는 것을 가치로 삼고 있지만, 이와는 다른 솔루션을 구축한 것이 Rockchip Electronics와 RDA Microelectronics 두 회사다. Rockchip은 모뎀을 포함하지 않는 애플리케이션 프로세서만의 SoC를 제공하고, 다른 한쪽인 RDA는 베이스밴드 모뎀을 제공하는 보완관계에 있다.
Rockchip은 현재 완전히 무르익어 가격이 낮은 Cortex-A9을 중심에 두어, 하이엔드인 RK3188조차 쿼드코어 Cortex-A9 + Mali-400 MP4라는 구성이다. 요는 POP 또는 하드 IP를 사용할 수 있는 구성 안에서 가장 싸게 맞춘다, 는 모양새다. 모뎀을 내장하지 않는 만큼 가격도 누를 수 있고 제조도 편해진다. 어쨌든 쓸데없는 짓은 하지 않고, 소프트웨어나 개발환경은 ARM의 생태계에 맡긴다,는 명쾌한 방법이다.
원래 RK3188은 로우엔드 안에서도 고가 부류에 들어가는 제품이고, 싼 제품으로는 「RK292X」처럼 짜낼대로 짜낸 구성을 견실하게 묶어놓은 것도 있다. 공정도 55nm으로 오래되어, 생산비용(특히 마스크를 포함한 초기투자)를 상당히 줄이는 것도 가능해진다. 이 클래스라면 어느 정도의 수량이라면 1~2달러 범위로 제공된다는 이야기를 들은 적이 있다(이때는 10만개 주문이라는 이야기였다). 제품가격이 50달러 이하인 로우엔드 스마트폰에서는 이정도가 아니면 무리일 것이다.
다른쪽인 RDA는 베이스밴드 프로세서를 포함한 여러 부품을 제공한다. 사실 RDA의 제품은 예를 들자면 Qualcomm의 Gobi만큼 세련되지도 못하고, LTE 대응도 이제 시작하는 단계지만, 그 대신 가격이 상당히 싸게 책정되어있다. 실제로 구성에 따라서는 Rockchip의 SoC의 합계 BoM(Bill of Material : 부품원가)를 3~5달러 범위로 줄이는 것도 가능하다고 하며, 그 결과 저가격 스마트폰 시장에서 존재감을 점차 늘려가고 있다.
제 3의 세력은 HiSilicon Technologies다. 이 메이커는 Qualcomm과 Samsung의 장점을 모은 듯한 사업모델로 성립되었다.
동사의 Wireless Terminal 페이지를 보면, 「Balong 310/520/710」이라는 3종류의 모뎀과 「K3V2」라는 애플리케이션 프로세서가 나와있다. SoC는 이 K3V2가 현재 공표되어있는 유일한 물건으로, 쿼드코어 Cortex-A9에 16코어 GPU(상세는 불명)을 통합하여 40nm 공정으로 제조되었음을 밝히고 있다. 이 SoC는 딱히 눈에 띄는 물건이라고는 할 수 없지만, 모뎀 Balong은 특징적이다. 특히 「Balong 710」은 2012년에 투입된 물건인데, 이 시점에서는 LTE Cat 4에 대응하는 유일한 모뎀이었다.
이것이 실현된 이유는, 동사가 원래 중국 Huawei Technologies의 사업부문중 하나였으며, 이것이 분사화된 것이라는 사실과 관계가 있다. Huawei Technologies는 모두들 아는대로 네트워크 기기 업계의 거물로, 이 LTE 모뎀을 개발할 때 모회사가 전면적으로 협력했다는 소문이다. 2회에서도 설명했지만, 모뎀의 개발에는 캐리어 인증이 불가결하며, 게다가 복수의 캐리어에 대한 처리를 동시에 하려고 하면 그만큼 인증에 드는 인원이나 테스트 기재가 늘어나게 된다. 이 부담이 굉장히 큰데, 같은 일을 모회사가 해주었기(일본을 예를 들면 소프트뱅크는 Huawei Technologies의 제품을 다수 도입하고 있다) 때문에, 그 자원을 유용할 수 있었던 것이다. 그러한 결과 모뎀에 관해서는 Qualcomm을 넘어설 기세로 개발과 인증이 끝났다고 한다. 결국 HiSilicon은 후발주자이면서도 캐리어 인증 비용을 부모회사에 오프로드한 관계로, Qualcomm과 같은 토대에 서는데 성공한 것이다.
거기에 동사에는 메리트를 한가지 더 갖고 있다. K3V2나 Balong을 처음 탑재한 것은 역시 부모회사인 Huawei Technologies가 판매하는 「Ascend D2」였다. 이것은 글로벌 모델(일본에서는 NTT 도코모용으로 커스텀 모델이 판매되었다)로, 글로벌 모델인 이상 나름대로의 수량은 확실하게 나오게 된다. 이 점은 Samsung의 사업모델 그대로다. 이미 후계제품 이야기도 나오고 있으며, Huawei의 미발표 모델 「Ascend P6S」에는 「K3V2 Pro」라는 SoC가 탑재될 모양이다.
지금까지의 내용으로 알 수 있듯, HiSilicon이라는 회사는 로우엔드라고 하기보다도 미드레인지에서(기회가 되면) 하이엔드를 노리는 사업모델이지만, 현재의 라인업은 로우엔드~미드레인지에 머무르고 있다. 앞으로 동사가 어느쪽으로 향할지는 지금으로서는 확실하지 않다.
제 4의 세력
실은 아직까지 설명하지 않은 메이커가 산더미처럼 있다. 바로 떠오르는 범위에서 열거해보면,
- Actions Semiconductor : Cortex-A9 기반 및 MIPS32 기반의 SoC를 제공중
- Allwinner Technology : Cortex-A8/A7 기반의 SoC를 제공중
- Amlogic : 회사 자체는 미국에 있지만 중국계의 기업. MID(Mobile Internet Device) 용으로 「AML8726-M」라는 Cortex-A9 기반의 SoC를 제공중
- GeneralPlus : 어째서인지 동사의 제품 페이지를 찾을 수 없지만, 「GP3300x」라는 Cortex-A8 기반 SoC를 제공중
- Ingenic Semiconductor : MIPS32 기반 XBurst CPU를 탑재한 SoC를 널리 제공중. 현재 MIPS64 기반의 XBurst 2를 탑재한 제품을 개발중이라고 함.
- Intomic(InfoTM Microelectronics) : ARM11/Cortex-A5 기반의 SoC를 제공중
- WonderMedia : 대만 VIA의 자회사로 ARM 기반의 SoC를 제공중
등 줄줄이 나온다.
이런 벤더는 어디든 모뎀 솔루션이 없어서, 모뎀이 전혀 필요없는 태블릿 등을 대상의 중심에 두고 있다. 구성도 비슷하여 초기비용이 억눌려진 55~65nm 공정을 사용하고, Cortex-A5~A9 클래스를, 경우에 따라서는 POP를 사용하면서 도입하여 무조건 저비용화. 차별화는 차라리 소프트웨어라던가 도입 서비스등으로 한다는 방향성이다.
이론상으로는 이런 SoC에 RDA 등의 모뎀칩을 갖추면 스마트폰도 만들 수 있지만, 그러면 설계도 능숙하고 실적도 있는 Rockchip의 SoC가 안전한 선택이 된다고 한다.