두유에서 실리콘까지: 대만은 어떻게 반도체 강국이 됐나

소박한 아침 식사 한 끼가 섬 경제를 바꾼 과정

1974년 2월 어느 아침, 관료와 엔지니어 7명이 타이베이의 소박한 가게에 둘러앉아 두유와 유탸오를 나눠 먹었다. 식사 비용은 400대만달러도 채 되지 않았다. 자리를 뜨기 전, 이들은 대만 경제의 판도를 바꿀 4억 대만달러 규모의 계획에 뜻을 모았다. 집적회로 기술을 도입하고, 선도적인 엔지니어들을 양성해 시범 공장을 세우기로 한 것이다. 지금은 RCA 프로젝트로 기억되는 이 계획은 제조업 기반의 씨앗이 됐고, 이는 훗날 유나이티드마이크로일렉트로닉스(UMC)와 대만반도체제조공사(TSMC)로 성장했다. 50년이 지난 지금, 대만에서 만든 반도체는 전 세계의 스마트폰과 데이터센터, 인공지능 시스템을 움직이고 있다.

대만은 어려운 선택의 기로에 놓여 있었다. 1973년 석유 파동은 수출 중심 경제 모델에 부담을 줬고 비용을 끌어올렸다. 외교적 좌절로 대만은 국제 정치에서 고립됐다. 장징궈 행정원장은 보좌진에게 대만의 성장 잠재력을 끌어올릴 기술을 찾아보라고 지시했다. 그날 식탁에는 미국 RCA연구소에서 연구를 이끌던 중국계 미국인 엔지니어 판원위안도 있었다. 그는 노동집약적 조립에서 집적회로로 대담하게 전환해야 한다고 주장했다. 쑨윈쉬안 경제부장이 그를 지지했고, 행정원 비서장 페이화가 구상을 밀어붙였다. 계획의 초점은 상보형 금속산화막 반도체(CMOS) 기술을 도입하고, 해외에서 기술 인력을 양성한 뒤, 단순한 패키징뿐 아니라 제조 공정의 모든 단계를 대만으로 가져오는 것이었다.

위기와 선택, 반도체를 향한 대담한 베팅

이 결정은 단순한 산업 고도화 이상의 의미를 지녔다. 과학과 공학을 통해 가치사슬을 끌어올리겠다는 대만의 선언이었다. 정부는 산업기술연구원(ITRI)의 전자공업연구소(ERSO)를 통해 프로젝트를 총괄하도록 했다. 해외 전문가들로 기술자문위원회를 구성해 기술 선택을 이끌고 시장 수요에 맞춰 사업을 추진하도록 했다. 대만 제조업체들이 빠르게 제품을 판매할 수 있는 소비자 전자제품 시장을 겨냥했고, 낮은 전력 소비와 신뢰성을 이유로 CMOS를 선택했다. 목표는 분명했다. 제조 역량을 온전히 확보하고, 기술을 익히고 개선해 새로운 기업들로 확산하는 것이었다.

그날 식탁에는 누가 있었나?

• 쑨윈쉬안, 경제부장
• 가오위수, 교통부장
• 왕차오전, ITRI 원장
• 강바오황, 전신연구소장
• 페이화, 행정원 비서장
• 팡셴치, 전신총국장
• 판원위안, RCA연구소 소장

판원위안은 그랜드호텔에 열흘간 머물며 계획안을 작성했다. 이 안은 1974년 8월 승인을 받았다. 비판론자들은 반도체 산업이 자본 집약적이고 지나치게 복잡하다고 경고했다. 그래도 쑨윈쉬안은 계획을 밀어붙였다. 2년 뒤 RCA와 계약을 맺어 기술 이전을 추진했고, 1976년에는 엔지니어 19명이 미국으로 연수를 떠났다. 이들은 신주로 돌아와 단순히 제품을 생산하는 데 그치지 않고 기술을 가르치는 시범 공장을 세웠다. 정부 수뇌부의 메시지는 한결같았다. 이는 국가적 프로젝트이며, 목표는 기술을 완전히 익히는 것이었다.

청사진에서 실리콘으로

1977년 10월 29일, 대만은 첫 집적회로 시범 공장을 열었다. 이 공장은 7마이크로미터 공정으로 3인치 실리콘 웨이퍼를 가공해 디지털시계와 소비자용 기기 반도체를 생산하는 것을 목표로 했다. 공장은 교실이자 생산라인이었다. 초창기에는 차질이 잦았지만, 6개월 만에 수율을 약 70%까지 끌어올려 RCA의 기존 생산라인을 앞질렀다. 이 수치는 중요한 의미를 지녔다. 수율이 높으면 웨이퍼 한 장에서 양품 반도체를 더 많이 생산해 비용을 낮추고 수익을 낼 수 있다. 엔지니어들은 장비 운용법뿐 아니라 대만 현지 여건에 맞게 개선하는 방법도 익혔다. 이는 대만 제조업 문화의 초석이 됐다.

왜 CMOS와 7마이크로미터였나?

CMOS는 상보형 금속산화막 반도체를 뜻한다. 대기 상태에서 전력 소모가 매우 적은 트랜지스터 쌍을 만드는 방식이다. 1970년대에는 이 특성 덕분에 작은 배터리로 작동하는 시계와 계산기에 CMOS가 안성맞춤이었다. 7마이크로미터 공정은 칩에 새기는 회로 패턴의 크기를 말한다. 당시 7마이크로미터는 첨단 기술이었고 구현하기도 까다로웠다. 오늘날 최고급 반도체의 회로 선폭은 이보다 수천 배 작은 나노미터 단위로 측정된다. 그러나 수율을 높이는 방법과 원칙은 변함없이 중요하다. 클린룸, 정밀한 리소그래피, 안정적인 화학 공정, 엄격한 공정 관리가 그것이다.

시범 공장은 대만 최초의 전자시계에 들어갈 반도체를 생산했다. 수출이 본격적으로 늘었다. 대만은 빠르게 세계 3위 전자시계 생산국이 됐고, 이는 신기술이 실제 시장을 뒷받침할 수 있음을 입증했다. 그보다 더 중요한 것은 엔지니어들이 직접 최신 웨이퍼 생산라인을 구축하고 문제를 해결하며 최적화했다는 점이다. 이 인재들은 곧 더 넓은 산업으로 뻗어나갈 참이었다.

ITRI와 ERSO, 그리고 산업 집적 효과

1979년 정부는 연구기관과 스타트업, 공급업체를 대학 및 ITRI 캠퍼스 인근에 모으기 위해 신주과학단지를 조성했다. 과학단지는 바로 사용할 수 있는 부지, 간소화된 설립 절차, 공동 기반시설을 제공했고, 아이디어를 나누며 문제를 신속하게 해결하는 공동체를 형성했다. 시범 생산라인에서 배운 엔지니어들이 팀을 꾸리고 자금을 조달해 기업을 세우기에 적합한 곳이었다. 장비와 멘토를 가까이서 만날 수 있다는 장점도 있었다. 과학단지는 해외에서 돌아온 인재와 믿을 만한 협력사를 찾는 다국적 기업을 끌어들이는 거점이 됐다.

1980년 ITRI는 대만 최초의 상업용 반도체 기업인 UMC를 분사시켰다. 초기에는 정부와 현지 은행이 자금을 댔고, 이후 민간 투자자에게 문을 열었다. 시범 공장 출신 인력들은 설계와 테스트, 패키징 분야의 새 기업을 세우거나 합류했다. 윈본드와 ASE 같은 기업이 생태계 확장에 기여하면서 대만은 웨이퍼만 만드는 데 그치지 않고 제품을 설계하고 테스트하고 조립해 출하하는 역량을 갖췄다. 촘촘한 산업 네트워크는 어떤 한 기업의 활약만큼이나 중요한 자산임이 입증됐다.

모리스 창은 파운드리를 어떻게 성공 모델로 만들었나

초기 성공에도 다음 도약을 위해서는 새로운 사업 모델이 필요했다. 1980년대 중반 ITRI는 더 복잡한 반도체에 대비하기 위해 초대규모집적회로(VLSI) 프로젝트를 시작했다. 새 책임자로 부임한 모리스 창은 수십 년간 업계에서 일한 경험을 바탕으로 명확한 결론을 내렸다. 많은 설계 기업이 제조를 전담 파트너에게 맡기고 싶어 한다는 것이었다. 그는 자체 반도체를 설계하지 않고, 설계도를 가진 고객이라면 누구에게나 생산 서비스를 제공하는 순수 파운드리 모델을 제안했다.

1987년 필립스가 약 27.5%를 투자하고 정부가 핵심 지분을 제공한 가운데 TSMC가 신주에서 문을 열었다. 파운드리 모델은 설계 기업들이 공장을 소유하는 데 따르는 비용 부담을 덜어주고, 특정 업체에 치우치지 않는 기술 파트너를 제공했다. TSMC는 여러 고객의 주문을 모아 규모의 경제도 실현할 수 있었다. 이 규모를 바탕으로 대부분의 종합반도체업체보다 공정 개발을 앞당기고 비용을 엄격하게 관리하며 신뢰성을 높일 수 있었다. 선순환 구조가 만들어졌다. 고객이 늘면서 생산량이 증가하고, 늘어난 생산량은 공정 개발에 더 많은 투자를 가능하게 했으며, 공정의 발전은 다시 고객을 끌어들였다.

2020년대 초 TSMC는 전 세계 위탁생산 반도체의 과반을 생산했고, 스마트폰과 그래픽카드, 인공지능 서버를 뒷받침하는 첨단 프로세서 대부분을 만들었다. 3나노미터 반도체를 대량 생산하고 2나노미터 기술을 준비하고 있었다. 극자외선 리소그래피 장비 제조사를 비롯한 핵심 장비 공급업체와 긴밀하게 협력한 것도 전략적 우위로 이어졌다. 남을 위한 반도체 생산이라는 하나의 목표에 집중한 파운드리 모델은 산업 전체의 판도를 바꿨다.

기술 절취가 아닌 초국가적 네트워크

대만의 반도체 산업은 공식적인 기술 이전 계약과 연수, 해외에서 배운 것을 고국의 공장에 접목한 엔지니어들의 노력으로 세워졌다. 기술을 가로챈 이야기가 아니라 협업의 역사다. RCA와의 계약은 비밀 거래가 아닌 기술 판매였다. 기술자문위원회는 해외 동포 전문가들의 지식을 활용해 방향을 잡았다. 대만은 시범 생산라인을 통해 역량을 쌓은 뒤, 분사 기업과 해외 파트너에게 문을 연 과학단지를 통해 이를 확산했다. 캘리포니아의 설계, 유럽의 장비, 신주에서 갈고닦은 제조 역량이 결합한 초국가적 산업이다.

현재 진행 중인 두 가지 논쟁은 이러한 기원이 여전히 중요한 이유를 보여준다. 첫째는 첨단 제조업을 다른 지역에서 단기간에 재현할 수 있는지 여부다. 둘째는 이른바 ‘실리콘 방패’라고 불리는 전략적 가치를 대만이 포기할 것인지다. 전문가들은 대만의 산업 집적지를 재현하려면 시간과 자금, 여러 분야에서 훈련받은 인력이 필요하다고 경고한다.

대만 기술 산업의 역사를 연구하는 홍훙 틴 조교수는 미국에서 반도체 제조를 다시 키우는 데 따르는 핵심적인 경제적 어려움을 설명했다.

미국에서 반도체를 대규모로 생산하면 당연히 비용이 더 많이 들 테니, 막대한 보조금이 필요할 것입니다.

기술 전략을 연구해 온 정책 분석가 요나스 파렐로플레스너는 첨단 생산 역량을 대만에 두려는 타이베이의 의지를 이렇게 표현했다.

타이베이가 실리콘 방패를 포기할 리 없습니다.

지정학과 새로운 무역 규칙

세계 각국의 정책 변화로 대만은 다시 반도체 논쟁의 중심에 섰다. 2025년 미국이 새로운 관세를 부과하면서 수출업체의 불확실성이 커졌다. 대만은 반도체에 대해 일시적인 관세 면제를 받았지만, 생산 일부를 이전하고 판매 통제를 강화하라는 기업들의 압박은 계속됐다. 미국과 중국의 무역 갈등은 이미 공급망과 투자의 흐름을 바꿔 놓았고, 기업들은 최종 조립 일부를 중국 본토 밖으로 옮겼다. 양측에 모두 제품을 판매하는 대만 기업들은 회복력과 비용, 시장 접근성 사이에서 균형을 잡아야 했다.

이후 중국은 세관에서 반도체 원산지를 어떻게 판정할지 명확히 했다. 새로운 기준은 반도체를 어디서 설계하거나 패키징했는지와 관계없이 웨이퍼 제조 장소를 원산지로 정한다. 중국 당국은 타이베이를 자국 영토로 간주하기 때문에 대만에서 제조한 반도체에는 중국이 여러 미국산 제품에 부과하는 징벌적 관세가 적용되지 않는다. 이 규정은 미국에서 반도체를 제조하는 기업에는 불리하고, 대만과 중국 본토의 파운드리에는 유리하다. 원산지 규정이 특정 공장으로 주문이 흘러가는 방식에 영향을 미칠 수 있다는 점도 보여준다.

정치적 긴장 속에서도 국경을 넘는 사업은 이어지고 있다. TSMC는 애리조나에 생산 단지를 건설 중이다. 2025년 엔비디아는 현지에서 생산한 블랙웰 세대의 첫 웨이퍼를 공개했다. 그러나 웨이퍼는 여전히 첨단 패키징 공정을 거쳐야 한다. 이는 복잡한 공정으로, TSMC는 칩온웨이퍼온서브스트레이트(CoWoS) 같은 기술을 이용해 대만에서 대규모로 처리하고 있다. 미국의 위탁 반도체 조립·테스트 업체와 패키징 협력도 진행 중이며, 2020년대 중반 가동을 시작할 것으로 예상된다. 미국에서 웨이퍼를 제조하고 대만에서 첨단 패키징을 하는 이 2단계 생산 흐름은 어느 한 공장도 더 큰 공급망의 일부에 불과하다는 점을 보여준다.

대만 반도체의 기원이 오늘날 주는 교훈

그 아침 식사 자리의 합의가 성과를 낸 것은 명확한 국가적 목표와 구체적인 실행 방안이 맞물렸기 때문이다. 지도자들은 특정 기술을 도약의 발판으로 정하고, 역량을 쌓기 위한 시범 생산라인을 설계했으며, 인재와 공급업체, 자본을 끌어들일 과학단지를 조성했다. 엔지니어들에게 가장 어려운 과제를 맡겼고, 새 기업들이 아이디어를 시장으로 가져가도록 했다. 정부 지원은 영구적이지 않았다. 민간 투자자의 자신감이 커지면서 정부 지분은 매각됐고, 산업이 성숙해지면서 기업 자체의 연구개발 투자도 늘었다.

오늘날에도 과제는 만만치 않다. 첨단 반도체 제조에는 막대한 전력과 물이 들고 희소한 전문 기술이 필요하다. 그러나 1970년대 대만을 도약시킨 요소들은 지금도 중요하다. 꾸준한 투자, 밀집된 산업 단지, 직접 만들어보며 배우는 엔지니어가 그것이다. 소박한 아침 식사가 남긴 유산은 향수가 아니다. 위기를 새로운 번영으로 바꾸는 방법을 보여주는 청사진이다.

핵심 내용

• 1974년 타이베이에서 아침 식사를 함께한 지도자 7명이 4억 대만달러 규모의 집적회로 사업에 합의했다.
• 정부는 RCA 기술 이전과 미국에서의 엔지니어 19명 1차 연수를 맡도록 ITRI와 산하 ERSO를 지정했다.
• 대만 최초의 집적회로 시범 공장은 1977년 10월 29일 문을 열었고, 6개월 만에 수율을 약 70%로 끌어올려 RCA의 기존 생산라인을 앞질렀다.
• 초기 제품에는 시계용 반도체가 포함됐다. 이 제품은 대만이 세계 3위 전자시계 수출국으로 성장하는 데 기여했다.
• 1979년 신주과학단지가 문을 열고, 1980년 UMC가 ITRI에서 분사하면서 설계와 테스트, 패키징 분야의 더 큰 산업 집적지가 형성됐다.
• 모리스 창은 정부와 필립스의 지원을 받아 1987년 TSMC를 설립했고, 팹리스 반도체 설계 업체에 서비스를 제공하는 순수 파운드리 모델을 출범시켰다.
• 2020년대 초 TSMC는 세계 파운드리 시장을 선도하며 첨단 프로세서 대부분을 3나노미터 공정으로 생산했고, 2나노미터 공정을 개발하고 있었다.
• 새로운 무역 규정과 관세로 비용이 늘고 공급망이 재편되는 가운데, 중국의 세관 기준은 대만에서 제조한 반도체에 유리하게 작용한다.
• TSMC의 미국 진출이 진행 중이며, 애리조나에서는 웨이퍼를 생산하고 첨단 패키징은 여전히 대만에 집중돼 있다.
• 대만의 성공은 인재, 탄탄한 과학단지 체계, 초국가적 협업, 제조 역량에 대한 지속적인 재투자에 기반을 두고 있다.