1990년대 초, 베이징 국영 712 공장의 유서 깊은 5층에서 왕양위안 학술위원은 열심히 일하는 EDA 팀을 격려하며 이렇게 말했다. "이것은 우리 과학기술 인력들이 조국에 봉사할 수 있는 최고의 기회입니다!" 그러자 왕 학술위원 옆에 있던 조수가 해삼과 해삼 팔꿈치살이 담긴 포장을 꺼내 테이블 위에 올려놓았고, 방 안은 환호성으로 가득 찼다.

EDA(전자 설계 자동화)는 최근 자주 등장하는 용어입니다. 중국 과학기술계의 주목을 끈 것은 이미 1980년대였습니다. 당시 중앙 정부의 전국적인 재정 지원을 받은 화징(Huajing)사가 일본에서 컬러 TV 아날로그 칩 생산 라인을 도입하면서 EDA는 칩 설계의 핵심 제약 요소가 되었습니다.이 신흥 하위 산업은 반도체 산업에서 설계 도면 제작, 시공 도면 제작, 시공 과정 지원이라는 세 가지 역할을 수행합니다.

EDA가 없다면 트랜지스터를 하나하나 손으로 그려야만 한다고 할 수 있습니다. 인간의 능력으로는 고작 수백, 수천 개 정도밖에 그릴 수 없습니다. 10,000만 개를 넘어서면 인간의 힘으로는 불가능해집니다. 게다가 현재 TSMC의 5nm 칩에는 수백억 개의 트랜지스터가 들어 있습니다.

따라서 EDA는 화징에 필수적이지만, 바투미의 금수 조치로 이러한 소프트웨어의 수입이 제한되었습니다. 절망적인 상황에서 화징은 자체 개발에 나설 수밖에 없었습니다. EDA 현지화 프로젝트를 위해 전국 17개 부서에서 학자와 기술 인력 117명을 차출했고, EDA 산업을 전공한 해외 박사들을 수석 설계자로 채용했습니다. EDA에 대해 전혀 몰랐던 젊은이 쑨젠은 C 언어와 데이터베이스를 통해 레이아웃 편집을 익히고 칩 전문가로 거듭났습니다.

 

4년간의 노력 끝에 중국 최초의 자체 개발 EDA 시스템이 1993년에 출시되었습니다. 밤늦게까지 일하느라 생긴 눈 밑의 다크서클을 기념하기 위해 이 국산 EDA 시스템에 "판다 시스템"이라는 이름을 붙였습니다. 판다 시스템이 탄생하면서 중국과 세계의 격차는 불과 5년으로 줄어들었고, 국내 기업들은 이를 적극적으로 활용하기 시작했습니다. 단기간에 20개 설계 회사에 판다 EDA가 설치되었고, 거의 200종에 달하는 칩을 설계했습니다.

판다 시스템의 엄청난 성공을 입증하는 것은 바투미 시가 이전에 중국산 EDA 장비에 대해 가졌던 금지 조치가 해제되었다는 점입니다. 판다 시스템이 출시된 지 1년도 채 되지 않아 해외 EDA 기업들이 잇따라 중국에 진출했습니다.

하지만 역사의 역설은 20년이 넘도록 화웨이의 공급 중단을 떠올릴 때면 여전히 EDA라는 용어가 익숙하게 사용된다는 점입니다. 우리나라의 EDA 기술이 1990년대에 이미 획기적인 발전을 이루었는데, 왜 오늘날까지도 정체되어 있는 것일까요? 비극적인 역사를 보여주는 국내 원로 기업들 외에, 이 정체 문제를 해결할 수 있는 다른 세력은 없을까요?

중국 EDA 산업의 발전 역사는 우리에게 신선한 단서를 제공할 수 있습니다.

1994년, 인민대회당에서는 두 개의 외국 EDA 기업이 중국에 진출하는 모습을 볼 수 있었습니다. 선두에 선 카이덴(Kaiden)과 그 뒤를 이은 신아이디어(New Ideas)가 그 주인공이었습니다. 카이덴과 신시(Xinsi)는 당시에도, 그리고 지금도 가장 강력한 EDA 기업으로 손꼽힙니다. 1990년대 EDA 산업이 호황을 누리던 시기에, 이 두 거대 EDA 기업은 제품화 단계를 성공적으로 넘어서며 활발한 인수합병을 진행했고, 반도체 업계의 혁신적인 인재들을 대거 영입했습니다.

카이덩의 CEO는 동남아시아 출신의 중국 벤처 투자자 천리우입니다. 그가 CEO를 맡았을 당시 카이덩의 실적은 하락세였습니다. 천리우는 수백 건의 고객 미팅을 진행하며 만나는 모든 사람에게 카이덩 제품에 대한 평가를 물었습니다. 까다로운 고객 몇몇은 직설적으로 D 또는 F 등급을 주었습니다. 이에 깊은 감명을 받은 천리우는 카이덩의 판매 중심 전략을 바꾸어 고객들과 정기적인 합동 미팅을 개최하고 파트너들과 긴밀한 관계를 구축했습니다.

시냅틱스의 부사장인 천즈콴은 EDA 업계에서 두각을 나타내는 또 다른 중국계 미국인 사업가입니다. 그는 인텔 CPU 사업부에서 최고위직을 지낸 중국인 임원인 위유청 밑에서 배웠습니다. 신시에 합류한 후, 천즈콴은 창업자의 깊은 신뢰를 얻어 불과 몇 년 만에 부사장으로 승진했습니다.

실리콘 밸리의 두 반도체 업계 거물인 천리우와 천즈콴은 중국 시장이 미래라는 것을 잘 알고 있었다. 당시 카이덩에 이어 2인자였던 신쓰리는 이 신흥 시장에 대한 강한 열망을 드러내며 일련의 공세를 펼쳤다.

인민대회당에서 열린 기증식에서 천즈콴은 칭화대학교의 저우쭤청 교수에게 디자인 컴파일러 20세트를 선물했습니다. 이 EDA 툴 세트의 가격은 미화 250,000만 달러에 달합니다. 저우 교수는 필립스에 막 입사한 칭화대 학생으로부터 그 가격을 듣고 깜짝 놀랐습니다. 이렇게 칭화대학교와 신시의 인연이 시작되었고, 두 기관은 1995년에 공동 EDA 센터를 설립했습니다.

 

표면적으로 시놉시스와 칭화대학교의 협력은 단순히 미국의 민간 기업과 중국의 대학 간의 협력처럼 보일 수 있습니다. 그러나 이 협력은 중국 반도체 산업의 미래 방향에 심대한 영향을 미칩니다. 시놉시스의 이번 행보는 세 가지 목표를 동시에 달성하는 효과를 가져옵니다.

첫째는 기준을 정할 권리를 확보하는 것입니다.칭화대학교는 칩 설계 자동화 교재 집필을 맡았고, 시냅틱스가 제공한 도구의 도움은 필수적이었습니다. 이후 시냅틱스는 중국 내 EDA 교재 편찬에 더욱 적극적으로 참여하여 130개 이상의 학부 및 대학원 과정에 교재를 도입했습니다.

두 번째는 편리한 산업적 확산입니다.시놉시스의 기부를 받은 후, 칭화대학교는 베이징은 물론 전국 최고의 EDA 연구소로 발돋움했습니다. 전자산업부 산하 여러 기관의 인력이 연수를 위해 칭화대학교로 파견되었습니다. 칭화대학교는 이 교육센터의 EDA 기술을 활용하여 통신 전용 칩 개발을 시작했고, 이를 통해 국내 산업계 관계자들은 EDA의 강력한 잠재력을 실감하게 되었습니다. 칭화대학교 EDA 센터의 명성이 매우 높아 하이얼과 화웨이 같은 기업들도 설계센터 설립 시 칭화대학교의 경험을 참고했습니다.

물론, 마지막으로 가장 중요한 것은 고등 교육 시스템에서 EDA의 인기입니다.시놉틱스의 대만 엔지니어들이 칭화대학교 교수와 학생들을 대상으로 강연을 진행했습니다. 생생한 영상 자료는 참관한 칭화대 교수들에게 큰 도움이 되었고, 그들은 의식적으로 설계 언어를 활용하여 직접 실습하기 시작했습니다. 숙련도가 높아지자, 그들은 마이크로전자공학과 학생들을 가르칠 수 있게 되었습니다. 중국 최고의 반도체 인재들은 학교에서 EDA 실습을 받아들였고, 이후 EDA를 빼놓을 수 없는 교육 과정이 되었습니다.

신시의 이번 행보는 중국 시장에 내재된 초고도 인재의 이점을 최대한 활용하고 있음을 보여줍니다.

코드 작성부터 최종적으로 파운드리에 레이아웃을 넘겨 생산에 이르기까지, EDA는 물리학, 수학, 반도체 소자 등 다양한 분야를 아우르며 매우 폭넓은 인재를 필요로 합니다. 중국의 대학 교육 시스템은 탄탄하며, 양성된 과학 및 공학 인재 중 일부는 미래에 반도체 산업에 종사하게 될 것입니다. 이들은 지역 발전 방향을 결정하고 대학에 적극적으로 제안하는데, 이는 이들의 EDA 활용 습관을 미리 길러주는 것을 의미합니다. 이들은 한편으로는 활용의 기반을 마련하고, 다른 한편으로는 자연스럽게 EDA 산업 인재의 예비군이 됩니다.

시냅틱스는 표준 설정 권한을 확보하고, 업계 내 기술 확산을 가속화하며, 고등 교육을 통한 인재 양성 체계를 구축하는 세 가지 축을 바탕으로 중국 시장에서 빠르게 성장했습니다. 21세기에 접어들면서 인수합병 속도를 더욱 높였고, 2008년에는 칼덴을 제치고 세계 최대 EDA 제조업체로 발돋움했습니다.

두 거대 EDA 기업이 중국에 거점을 마련하자, 판다 EDA는 더 이상 중국에 머물 수 없어 미국으로 진출했습니다.

판다 EDA는 발명 이후, 더 이상 어머니를 사랑해 줄 아버지를 잃고 국영기업인 BGI 그룹에 맡겨졌습니다. 미국 시장에서 중국산 EDA를 홍보하기 위해 판다의 연구 개발 핵심 인물인 쑨젠이 해외 판매 책임자로 미국에 파견되었습니다. 쑨젠은 고객 유치에 부정적인 영향을 미치지 않도록 매번 통화 전에 할 말을 미리 적어 읽고 되뇌었습니다. 그의 끈질긴 노력 덕분에 2000년대 초, 중국산 EDA는 해외에서 많은 고객을 확보하게 되었습니다. 

하지만 국내에서 탄생한 EDA가 왜 국내 시장을 버리고 미국으로 향했을까요? 그 이유는 당시 국내 시장 환경이 진정한 국내 EDA를 용납할 수 없었기 때문입니다. 

국내 칩 설계 산업은 초기에는 완전히 역설계 단계에 머물러 있었습니다. 일반적으로 다른 회사의 칩을 복제하는 방식이었는데, 이는 EDA 툴을 사용한 순방향 설계가 필요하지 않았습니다. 또한, 불법 복제된 EDA 툴로도 대부분의 저가형 제품 요구 사항을 충족할 수 있었습니다. 결국, 중고가형 제품을 구매하는 사용자들은 당연히 우수한 해외 EDA 툴을 사용해야 했습니다.

결과적으로 국내 시장에는 진정한 국내산 EDA가 사실상 존재하지 않습니다. 

이러한 난처한 상황의 근본 원인은 현지 웨이퍼 제조와 EDA 간의 단절에 있습니다. 판다 EDA는 화징(Huajing)을 지원하기 위해 개발되었지만, 화징은 908 프로젝트에서 큰 차질을 겪었습니다. 이후 909 프로젝트와 SMIC는 서로 경쟁하며 최첨단 EDA를 사용해야만 했습니다. 그 결과, 현지 EDA는 아직 대규모로 판매되지 못했고 성능도 제대로 검증되지 않은 상태입니다. 앞으로 다가올 기술 발전으로 더욱 치열한 경쟁에 직면하게 될 것이며, 결국 악순환에 빠지게 될 것입니다. 

다시 말해, 중국의 반도체 산업은 웨이퍼 파운드리부터 칩 설계, 패키징, 테스트에 이르기까지 모든 과정이 느슨하게 연결되어 있는 구조였습니다. 이러한 느슨한 상하위 통합 시스템 때문에 각 단계는 자사의 목표 극대화에만 집중하게 되었습니다. 전체적인 상황에서 뒤처진 국내 EDA 업체들은 자연스럽게 인기가 떨어졌습니다. 하지만 선진 산업 환경에서 탄생한 두 거대 EDA 업체들은 사용자 요구를 손쉽게 충족시킬 수 있었습니다. 

따라서 국내 EDA 산업은 자연스럽게 딜레마에 직면해 있습니다.

생태계가 취약하고 시장 점유율이 매우 적었습니다. 당시 팬더 EDA는 화징과 경쟁 관계였지만 아날로그 칩에만 국한되어 있었습니다. 보완할 수 있는 제품군이 너무 적고 프리미엄 기능이 미흡했으며, 부가 가치 서비스는 거의 전무했습니다. IP는 EDA 산업의 자연스러운 확장이며, 이는 설계 고객의 EDA 기업에 대한 의존도를 심화시킬 것입니다. 그러나 국내 EDA 제조업체들은 웨이퍼 파운드리와의 연계가 미흡하여 역량이 극히 부족합니다. 취약한 생태계로 인해 부가 가치 서비스가 거의 없고, 국내 EDA 업체들은 고객의 신뢰를 얻기 어렵습니다. 긍정적인 선순환이 축적되지 않는 한, 따라잡기는 여전히 어렵습니다. 

미국 내 잦은 공급 차질 속에서 EDA는 이미 산업 안보와 직결된 문제로 대두되고 있습니다. 이 산업의 핵심 문제는 노하우 부족인데, 이는 저절로 생겨나는 것이 아닙니다. 그렇다면 어떻게 해야 할까요?

2020년부터 현재까지 중국에서 EDA(전자 데이터 분석) 붐이 갑자기 일어났습니다.

2020년 9월, 실신(Silxin)은 수억 위안 규모의 신규 투자 유치를 완료하여 통합 디지털 EDA 툴 플랫폼 구축에 박차를 가했습니다. 2003년에 설립된 실신은 2018년 중국기업 궈웨이(Guowei)에 인수되었습니다. 특히 창립자인 하야시 토시오(Toshio Hayashi)는 30년 이상 업계에 몸담은 일본인으로, 창업 전에는 미국 기업에서 근무한 경력이 있습니다.

신화은행은 11월에 약 1억 위안 규모의 프리 A+ 투자 유치를 완료했습니다.

지난 12월, 지우퉁팡은 화웨이 자회사인 허블로부터 투자를 유치했습니다. 이 회사는 무선 주파수 EDA 분야에 집중하고 있으며, 핵심 팀은 미국에서 유학 중인 의사들로 구성되어 있습니다.

2021년 1월, 국내 EDA 기업인 구이룬 전자는 과학기술혁신위원회에 자문 서비스를 제공하기 시작했습니다.

2월에 Panda EDA의 모회사인 BGI Jiutian은 GEM 시장 전망치 발표 소식을 전했습니다.

판다 출시 이후 국내 EDA 시장은 교착 상태에 빠졌습니다. 왜 이렇게 짧은 기간 동안 수많은 신규 업체들이 등장했을까요?

답은, 막대한 자금을 자주 유치하는 이러한 신규 업체들은 대부분 Kaiden이나 Synopsis와 같은 미국 EDA 회사에서 훈련받은 고위 경영진들이 설립했다는 것입니다.두 주요 EDA 기업 모두 현지화된 연구 개발 및 판매에 집중하는 전략을 택하여 국내 최고의 인재들을 육성해 왔습니다. 국내 EDA 스타들로 구성된 창업팀은 글로벌 환경에서 육성되었습니다. 현재 국내 EDA 산업에서 활동하는 신흥 기업들은 모두 이 두 주요 EDA 기업의 영향력 아래 있습니다.

반룬 전자의 사장인 류즈훙은 카이덩의 부사장을 역임했습니다. 신화장의 창립자인 왕리빈은 두 주요 EDA 인재의 핵심 인물입니다. 그는 엔지니어, 영업 사원, 임원으로 20년 이상의 경력을 쌓았으며, 하이실리콘, 잔루이 등 국내 주요 반도체 고객사와 폭넓은 네트워크를 구축해 왔습니다.

이러한 인재들이 결정적인 순간에 빛을 발할 수 있는 이유는 무엇일까요?

이는 EDA 산업의 자연스러운 인재 이동과 무관하지 않습니다. 중국 EDA 산업에서 흥미로운 현상은 시냅틱스와 카이덩 모두 상당히 '불교적'인 기업이라는 점입니다. 두 회사 간의 중견 및 고위급 인재 이동은 이미 매우 활발합니다. 이러한 인재들은 회사를 떠나 창업을 하고, 이전 고용주와의 관계는 원만하게 유지됩니다. 이는 반도체 산업의 다른 분야에서 벌어지는 치열한 경쟁과는 극명한 대조를 이룹니다.

이러한 인재의 자연스러운 흐름은 업계 전체에 귀중한 지식과 경험을 전파합니다. 그 결과, 중국에서만 EDA 산업 전체가 대규모 '세포 분열'을 경험하게 되었습니다. 기존 EDA 거대 기업의 30년에 걸친 성장 역사는 실제로 수십 개의 중소 기술 기업을 끊임없이 합병, 흡수, 소화하는 과정이었습니다. 자체 사업을 시작하거나 새로운 도전에 나선 적은 거의 없었습니다. 중국 시장의 급격한 변화는 이러한 오래된 EDA 산업에 새로운 활력을 불어넣었습니다.

해외 EDA 기업들이 자체 사업에 착수하는 가운데, 현지 EDA 기업인 팬더에서 업그레이드된 BGI 지우티안도 돌파구를 마련했다. BGI 지우티안은 세 가지 전략을 채택했다.

개별적인 문제를 해결하는 도구에 그치지 않고 전체 공정을 아우르는 혁신을 이루어 맞춤형 서비스를 강화하고 고객 충성도를 높이고 있습니다. 칩에서 패널로 영역을 확장하여 패널용 최초의 풀 ​​프로세스 EDA 솔루션을 개발해 국내 평면 디스플레이 시장의 90%를 점유하는 데 성공했으며, 일본을 비롯한 여러 국가로 글로벌 확장을 지속하며 주요 기업들의 필수 기술 공급업체로 자리매김하고 있습니다.

외국 자본의 EDA 업체들은 수많은 국내 인재를 육성하고 새로운 시대를 열어 업계를 선도하고 있으며, 국내 EDA 업체들은 산업 응용 분야와 서비스를 국내에서 확장하는 동시에 빠르게 성장하여 해외로 진출하고 있습니다. 두 주요 EDA 업체와 BGI 지우톈은 서로 경쟁하는 것처럼 보이지만, 실제로는 중국 반도체 산업에 상호 보완적인 기여를 해왔습니다.

2021년이 시작되자마자 화웨이는 지우퉁팡에 이어 또 다른 EDA 기업에 투자했습니다. 세계 기술 경쟁의 최정상에 자리 잡고 미국에 크게 의존하는 이 중국 기업은 칩 기술 격차를 해소하기 위해 모든 노력을 기울이고 있습니다.

화웨이가 전국적으로 EDA(전자 설계 자동화) 관련 기업을 물색하는 가운데, 미국 국방부 산하 첨단연구계획국(DARPA) 역시 첨단 EDA 프로젝트에 집중하고 있습니다. DARPA는 EDA 오픈소스 기술을 보급하고 칩 설계 비용을 절감하는 것을 목표로 하고 있습니다. 제2차 세계대전 이후 수십 년 동안 DARPA와 같은 정부 기관들은 민간 기업이 참여하기 꺼려지는 장기적인 과학 연구 과제, 즉 "공통 핵심 기술"에 투자한 후, 기술이 성숙되면 민간 기업에 이전해 왔습니다. 이는 인터넷 혁명부터 오늘날의 항공우주 혁명에 이르기까지 이어져 온 관행입니다.

 

화웨이와 DARPA 사이에는 몇 자릿수 이상의 인재 격차가 있다고 할 수 있습니다.

자율주행 분야의 기업가인 류샤오산은 하버드 케네디 행정대학원에서 미국의 기술 정책을 연구했습니다. 그의 견해에 따르면, DARPA가 오랫동안 번성할 수 있었던 이유는 미국이 ‘제도적 장벽’을 허물었기 때문입니다. 정부와 민간 기관 간의 과학기술 인재 교류가 원활해졌고, 이러한 엘리트들은 인생의 각 단계에서 국가에 봉사할지 경제적 자유를 추구할지 고민할 필요 없이 자유롭게 선택할 수 있게 되었습니다.

중국의 "제도적 장벽"이 여전히 견고하게 존재하기 때문에, 실제로 첨단 과학 기술 분야의 두 가지 진로는 병행되지 못하고 있으며, 즉 공공 부문과 민간 부문 간의 격차가 너무 커서 EDA와 같은 분야의 장기적인 발전을 저해하고 있습니다.

이러한 이유로 첨단 기술 분야에서 가장 중요한 과제를 경험 많은 동료들에게 맡기는 것은 어렵습니다. 과학 연구 시스템의 전환은 고난과 실망으로 가득 찬 긴 과정입니다. 하지만 무어의 법칙은 누구도 기다려주지 않습니다. 중국은 자립을 바탕으로 첨단 기술 산업 사슬을 구축하는 또 다른 방법을 가지고 있습니다. 바로 방대한 국내 시장에서 자본 시장을 적극적으로 활용하고, 지적 재산권을 보호하며, 외국 자본 기업에서 성장한 경영진들이 자발적으로 시장 경쟁에 참여할 수 있도록 하는 것입니다.