[IR분석] AI시대 주목받는 디자인하우스

美 ARM 성장에 가온칩스, 에이디테크놀로지, 오픈엣지테크놀로지 IP/팹리스 기업 주목

ChatGPT가 촉발한 AI 투자 종목군에 디자인하우스 기업들이 주목받고 있다. 특히 가온칩스, 에이디테크놀로지, 오픈엣지테크놀로지 등 디자인하우스기업들은 최근 반도체 붐과 더불어 AI 성장세와 궤를 같이하고 있다.

27일 관련업계에 따르면 디자인하우스는 반도체 설계기업(팹리스)과 파운드리(반도체 위탁생산) 사이에서 가교 역할을 하는 기업이다.

이 기업들은 지난 4~7월 HBM과 후공정 관련 기업이 주목받은 이후 최근 ChatGPT가 촉발한 AI 투자 관련주로 주목 받으며 최대 수혜주로 거론되고 있다.

이는 AI가 기존 학습에서 추론으로의 진화하며 반도체 종류와 구조가 바뀌며 관련 기업들의 수혜로 이어지기 때문이다.

학습의 경우 일반 목적의 범용 GPU(주로 엔비디아)를 주요 프로세서로 사용하지만 향후 추론으로 그 범위가 넘어가면 TPU, FPGA, NPU 등 특수 목적에 맞게 제작된 전용 칩을 사용해야 한다.

따라서 AI의 추론 기능에 ‘ASIC 칩(주문형반도체)’이 핵심으로 자리잡을 가능성이 크다.

실제 ASIC칩은 특수 목적에 맞게 제작된 칩으로, AI를 서비스화하기 위해선 자기 서비스의 목적에 따라 추론 능력을 달리해야 한다.

이를 위해 삼성전자, TSMC, SK하이닉스 등 기존 반도체 제조사들은 비독점적 추론 시장에서 IP/팹리스 기업들에게 의존할 가능성이 크다.

이는 디자인하우스가 팹리스의 설계도면을 파운드리가 이해하기 쉽도록 수정하는 역할을 수행하고 각 기업에 알맞은 제각기의 ASIC을 설계 수요 증가와 맞물리기 때문이다.

실제 I반도체 설계 기업의 대표주자인 미국의 ARM은 고평가 논란에도 불구하고 최근 매우 좋은 주가 흐름을 보여주고 있다. 또 TSMC 디자인하우스(GUC, 알칩 등)는 52주 신고가를 넘어 역대 신고가를 갱신 중이다.

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◆국내 수혜 기업은 어디?

AI시대 주목받는 디자인하우스 기업으로는 가온칩스, 에이디테크놀로지, 오픈엣지테크놀로지 등이 대표 기업으로 꼽힌다.

먼저 가온칩스는 삼성파운드리 DSP 1위 기업이다. 이 기업은 2019년 삼성전자 베스트 디자인 솔루션 파트너 선정되기도 했다.

가온칩스는 20나노 이하 하이엔드 공정 수행 능력 입증 받고 있다. 또 모든 임원들이 삼성출신으로 구성된 점 역시 주목된다.

현재 28나노부터 5나노 공정까지 누적 200건 설계 수행한 가온칩스는 지난 2021년 ARM베스트 디자인 솔루션 파트너로 선정되는 등 ARM사와 파트너십을 구축중이다.

가온칩스는 2~3년 소요되는 개발부문이 전체 매출의 70%를 차지한다. 나머지 30%는 양산을 통해 발생하는 매출이다.

이중 차량용 AP, ADAS, MCU 등 반도체 매출이 20% 정도며 지난해 일본법인 설립을 통해 AI 반도체 매출이 13% 가량 차지하며 이 분야에서 성장성이 두드러진다.

특히 가온칩스의 장점은 SOC 솔루션의 설계 검증 및 테스트와 물리적 구현이다. 여기에 핵심 IP만 뽑아 설계가 가능한 IP하드닝을 통해 가성비가 높다.

더불어 마스크 제작 전에 시뮬레이션을 통해 제작비 절감이 가능한 PSI 시뮬레이션도 기술력 면에서 앞서 있다는 평가다.


에이디테크놀로지도 디자인하우스 관련 주로 주목된다.

이 회사는 지난 2009년에는 세계 최고의 파운드리 기업인 TSMC의 VCA(Value Chain Aggregator)로 선정되었으며, 이를 통해 28nm, 16nm FinFET 등 날로 고집적화 되는 ASIC, SoC 설계에 발 빠르게 대응하고 노하우를 축적했다.

지난 2020년에는 TSMC에서 삼성 DSP로 전환하며 지난해 삼성 파운드리 베스트 엔지니어링 상 역시 수상했다.

삼성전자는 파운드리 생태계 확장을 위해 고객사 반도체 설계를 지원하는 DSP 회사를 선정해 칩 생산 수주 확대를 노리고 있다.

2020년 DSP로 선정된 에이디테크놀로지는 비딘티스 등 7나노 이하 반도체 고객사 수주를 늘려가며 삼성 파운드리의 핵심 파트너로 급부상하고 있다.

이외에도 에이디테크놀로지는 ARM사와 15년째 공식 파트너를 이어오고 있고 최근 독일 회사와 자동차 자율주행 SoC개발 계약을 체결하는 등 ARM IP를 활용해 다양한 사업을 진행 중이다.

에이디테크놀로지의 SoC설계용역은 지난 2021년 매출비중의 6% 가량을 차지했지만 올해는 전체 매출의 50% 이상을 차지하고 있다.



마지막으로 오픈엣지테크놀로지는 ARM과 유사한 반도체 IP 전문기업으로 평가 받는다.

이 회사는 삼성전자와 SK하이닉스 등 시스템반도체 설계와 양산 경험이 풍부한 일력을 바탕으로 단순 IP만 제공하는 것이 아닌 설계 시 발생하는 문제점들도 해결하는 사업구조다.

특히 메모리가 GPU로 데이터 통신이 가능하게 하는 '메모리 컨트럴러'와 디램에서 넘어오는 데이터를 빠르게 잘 받을 수 있게 만드는 DDR PHY를 주력으로 생산하고 SOC내 이동 통로에 해당하는 'on Chip Interconnect'와 인공 신경망 처리에 특화된 전자회로인 'NPU' 등이 주력 제품으로 꼽힌다.

오픈엣지테크놀로지가 주목받은 것은 반도체 신규 개발 비용의 증가세와 궤를 같이 한다.

특히 반도체 선단공정 개발 비용이 수천억원 씩 발생하고 반도체 설계 시 IP수의 증가로 인한 복잡도가 증가 등으로 오픈엣지테크놀로지와 같은 디자인하우스 기업들이 주목 받기 시작하면서 부터다.

현재 오픈엣지테크놀로지는 메모리 컨트럴러, DDR PHY가 전체 매출의 85% 이상을 차지하고 있고 on Chip Interconnect가 3.5% 정도 매출에 기여하고 있다. 최근에는 TSMC향 HBM PHY 진출에 대한 기대감이 크다.

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◆삼성전자 파운드리·온디바이스 확대..디자인하우스에 호재

삼성전자의 파운드리 부문이 TSMC에게 밀렸던 것 가장 큰 이유는 수율 문제다. 삼성전자는 수율에서 뒤지며 매번 TSMC에 파운드리 왕좌 자리를 내줘야 했다.

그러나 삼성전자는 최근 4나노 수율을 70% 중반대까지 올리며 80%대 초반인 TSMC와의 기술력 격차를 좁히고 있다.

TSMC가 엔비디아 향 주문량을 소화하기 바쁜 상황에 삼성전자의 수율 개선은 파운드리 부문의 성장으로 이어질 가능성이 크다.

이는 삼성전자가 TSMC보다 웨이퍼 가격이 10% 가량 저렴한 상황에 수율문제 까지 해결되며 최근 글로벌 빅테크사들 역시 고민이 깊어진 것.

관련업계는 삼성전자의 파운드리 부문의 긍정적 전망이 디자인하우스 기업들의 성장으로 이어질 수 있다고 입을 모은다.

이외에도 온디바이스의 주목 역시 디자인하우스 기업의 호재다. 실제 삼성은 내년 출시를 앞둔 갤럭시 S24에 ‘AI 라이브 통역 콜’ 기능을 포함할 계획이다.

애플도 온디바이스 'LLM in a Flash'라는 논문으로 시동 걸기 시작하고 있고 구글도 자사 스마트폰 픽셀 라인업에 온디바이스 작업에 효율적인 LLM '제미나이 나노'를 적용할 계획이어서 디자인하우스 기업의 매출이 급증할 수 있다는 견해다.

시장 조사 업체 카운터포인트에 따르면 2024년 AI 기반 스마트폰 출하량은 1억대 이상에 달할 것으로 추정된다. 카운터포인트는 이를 통해 IP/팹리스와 뺴놓을 수 없는 관계인 디자인하우스도 큰 수혜를 입을 것으로 내다봤다.

관련업계 관계자는 “디자인하우스기업들이 올해 4분기부터 큰 폭의 실적개선을 점치는 전망이 나오고 있다”며 “AI뿐만 아니라 자율주행까지 다양한 호재성 이슈가 많아 내년 이들 기업의 성장세를 주목해야 한다”고 강조했다.

다만 최근 급등한 주가는 부담이라는 지적도 나온다.

이 관계자는 "디자인하우스 기업들이 최근 AI훈풍에 올해 1년동안 많게는 5배에서 적게는 3배 이상 주가가 급등하며 부담스러운 가격"이라며 "연말과 내년 초 조정 등을 통해 분할 매수로 접근하는 것이 필요하다"고 조언했다.

이현종 더인베스트 기자 shlee4308@theinvest.co.kr