전기전자/정보통신

Nikkei Electronics_2020.4 특집 요약 (p26-43)

5G의 발흥과 변혁
인텔과 화웨이에 황신호

제1부 동향
게임 체인저 도래, 기존사업이 존망의 위기

5G는 신규 사업의 발흥 촉구뿐 아니라 기존의 사업이나 기기에도 큰 변혁을 요구한다. 그곳에서는 게임의 룰이 바뀌고, 오늘까지의 승자가 내일의 패자가 될 수도 있다. 예를 들면, 현존 최강인 인텔의 컴퓨터용 프로세서나 화웨이의 인프라 사업은 큰 전환점에 접어들었다.

2020년 봄, 일본에서도 5G의 상용 서비스가 시작됐다. 소프트뱅크와 KDDI/au가 20년 3월, NTT도코모가 20년 4월, 라쿠텐모바일이 20년 6월에 5G 상용 서비스를 시작한다.

이 5G에서는 지금까지 없었던 새로운 기기나 서비스가 급속하게 확대될 것으로 보인다. 구체적으로는
① 수 기가비트/초의 초광대역(eMBB)를 활용한 ‘xR’라고도 불리는 AR(증강현실)이나 VR(가상현실)의 헤드셋이나 그 단말용 통신서비스,
② 초고신뢰∙저지연(URLLC)을 활용한 건설기기나 아바타 원격 조작,
③ 'C-V2X’에 근거한 자율주행,
④ 다수동시접속(mMTC)라는, 사방 1km내에서 100만대의 단말을 거의 동시에 접속하는 IoT(사물인터넷) 용도 등이다.

-- 기존 기기나 사업에 ‘5G 전선’ 근접 --
그뿐이 아니다. 5G 시대는 사람이나 모든 기기, 사물을 연결하려는 ‘5G화’의 압력이 더욱 높아진다. 4G/LTE에서는 관계가 희박했던 기존의 일렉트로닉스 기기나 서비스에도 큰 변혁을 요구한다.

4G/LTE에 대응하는 기기는 스마트폰이다. 그 이외의 기기나 서비스에 대한 영향은 한정적이어서 각각이 기존의 틀 안에서 평화롭게 공존했다. 그러나 5G에서는 ‘5G 전선’이 통과하는 전후로 기존의 기기나 서비스가 쇄신되고, 그것을 지원하는 업체나 사업자도 크게 교체된다. 5G 전선이 초래하는 것은 기업 입장에서는 생존을 좌우하는 ‘태풍’이다. 전선 통과 후에는 모든 것이 5G화된 ‘5G 제국’이라고 할 수 있는 세계가 창출된다.

-- 5G가 고급 카메라를 잠식 --
먼저 변하는 것은 기존의 민생 기기나 가전제품이다. 예를 들면 고급 카메라다. 일반 소비자용 소형 카메라 수요의 대부분이 4G/LTE 스마트폰에 흡수됐다. 5G 시대에는 1대 30만~40만엔의 고급 일안 레프조차도 5G 스마트폰에 잠식될 것으로 보인다. 그것을 주도하고 있는 것이 바로 소니다.

-- 컴퓨터에서 인텔이 승자? --
5G의 확대를 견인하는 기업, 구체적으로는 미국 퀄컴, 중국 화웨이, 한국 삼성전자, 일본 무라타제작소 사이에서 벌이지는 주도권 경쟁도 무시할 수 없다. 그 결과가 5G의 이용자에게 큰 영향을 미칠 수 있기 때문이다.

일부에서는 ‘이미 끝난 콘텐츠’로 보이는 컴퓨터가 5G에서는 오히려 부활할 것으로 보인다. 모바일 기기 시장을 스마트폰에서 일부 되찾아올 가능성도 있다. 그 때 마이크로프로세서의 대명사였던 미국 인텔이 적어도 컴퓨터 시장에서는 궁지에 빠질 가능성이 높다.

그 이유 중 하나는 퀄컴이 인텔의 예전 파트너였던 마이크로소프트와 연합해 대항하기 시작했기 때문이다.

-- 5G 텔레비전 등장으로 로컬 5G 보급? --
디스플레이는 지금까지는 4K(3840ⅹ2160화소)가 주류였지만, 5G 시대는 단기간 중에 8K(7680ⅹ4320화소)가 보급될 것으로 보인다. 그 여파는 컴퓨터는 물론 텔레비전에도 미친다. 그 점에서 8K를 조기에 추진해 온 샤프는 ‘승자’다. 그러나 한국이나 중국의 기존 라이벌 기업에, 화웨이 등도 신규 참여하며 경쟁이 격화되고 있다.

텔레비전이 5G화하는 것은 지금까지의 지상파 방송이나 케이블 텔레비전, 위성방송, 그리고 FTTH 등의 존재 이유를 묻는 것이기도 하다. 이미 위기감을 강하게 느낀 케이블 텔레비전 사업자가 직접 ‘로컬 5G’ 사업자가 되기 위해 움직이고 있다. 그 로컬 5G는 무선LAN(Wi-Fi)이 고도화한 ‘Wi-Fi6’와 경쟁할 것으로 보인다. 그러나 그 영향으로 변하는 것은 오히려 로컬 5G 자신이다. 가상화, 범용화가 급속하게 진전될 것이다.

-- 개미떼가 코끼리(화웨이)를 넘어뜨린다? --
현재 5G 인프라에서 ‘코끼리’라고 할 수 있는 화웨이도 안도하고 있을 수만은 없다. 라쿠텐모바일이 전개하는 5G 인프라 전체의 범용화가 하나의 개미 구멍이 돼서 급속하게 확대될 가능성이 높기 때문이다.

5G 인프라에서 웃는 기업은 컴퓨터에서는 울 가능성이 높은 인텔과, 일찍이 화웨이에 패배한 통신기기의 왕자였던 미국 Cisco Systems다. Cisco는 컴퓨터에서 마이크로소프트가 차지하는 위치를, 5G 인프라에서 차지하고 있다.

제2부 경쟁의 축
낡은 질서는 통째로 파괴, 산업 지도가 바뀐다

5G 전선이 초래하는 태풍 전후로 일렉트로닉스 업계 지도가 크게 변한다. 고급 카메라까지도 스마트폰에 흡수되고, 인텔이 없는 5G 컴퓨터가 등장한다. 5Gⅹ8K 텔레비전으로 케이블TV나 지상 방송국이 존망의 위기를 맞고 있다. 5G 인프라 자체의 범용화가 시작되고 화웨이는 힘을 잃는다. 일찍이 화웨이에 패배한 Cisco가 ‘5G의 OS’를 장악하고 웃게 될 것으로 보인다.

‘소니의 부활!’ ‘갤럭시 S20과 비교해 손색이 없다’. 각종 단말의 ‘5G화’를 나타내는 상징적인 사례 중 하나가 고급 카메라라고 할 수 있다. 소니 모바일 커뮤니케이션즈는 소니가 보유한 1대 약 40만엔의 고급 카메라 ‘알파9’ 시리즈의 높은 촬영 기술을 최신 5G 스마트폰 ‘Xperia 1 II’에 아낌없이 쏟아 넣었다.

[5G 스마트폰]
소니, 고급 카메라 기능을 총 출동

유튜브에는 이미 Xperia 1 II와 삼성전자의 5G 스마트폰 ‘갤럭시 S20 울트라’의 비교하는 사이트가 많다. 그 사이트에서는 Xperia 1 II를 평가하는 목소리가 넘쳤다. 종합적인 사양에서 갤럭시 S20 울트라를 크게 웃도는 것은 아니지만 시장 점유율에서는 압도적으로 차이가 있는 제품과 비교해 손색없는 성능과 디자인의 스마트폰이 등장했다는 점에서 예전 소니의 부활을 느끼는 사람이 많았던 모양이다.

실제로 Xperia 1 II와 갤럭시 S20 울트라에는 큰 차이가 없다. SoC(System on Chip)는 양사 모두 미국 퀄컴의 ‘Snapdragon 865’ 또는 일부 국가나 지역용 갤럭시 S20 울트라에서는 그것과 거의 같은 성능의 삼성 ‘Exynos990’을 채용하고 있으며 케이스 치수 등도 많이 닮았다.

-- 화소 수는 고급 카메라의 3배 이상 --

[SoC(마이크로 프로세서)]
성능은 Q사와 H사가 호각지세

5G가 각종 단말을 바꿔 가는 가운데 5G를 견인하는 퀄컴과 화웨이의 5G 단말용 SoC(프로세서)나 무선 모듈을 둘러싼 주도권 쟁탈이 치열해졌다.

우선 SoC의 경우는 퀄컴의 ‘Snapdragon 865’와 화웨이의 ‘Kirin 990 5G’에 성능 면에서 결정적인 차이는 없다. 다수의 벤치마크 등을 보면 동작 성능은 865가 다소 웃돌지만 그 차이는 주로 CPU 코어에 이용하고 있는 영국 Arm사의 Cortex-A시리즈의 세대 차이인 것으로 보인다. 19년 9월 발표한 Kirin 990 5G는 Cortex-A76 베이스로, 당시 퀄컴의 최신 SoC ‘Snapdragon 855’를 동작 성능에서 웃돌았다. 그러나 20년 2월에 퀄컴이 발표한 Snapdragon 865는 Cortex-A77 베이스로, Kirin 990 5G를 웃돌았다.

20년 후반에는 Cortex-A78과 5nm 세대의 프로세스를 채용한 SoC ‘Kirin 1020’을 화웨이가 발표할 것이라는 소문이 있었다. 그래서 Snapdragon 865의 성능을 다시 웃돌 가능성이 높다. 마치 시소게임과 같다.

그러한 가운데 큰 차이가 2개 있다. 하나는 이들 SoC를 채용하는 5G 스마트폰의 기종 수다. 퀄컴에 따르면, Snapdragon 865는 20년 2월 시점에서 70 기종 이상에 채용하기로 결정됐다. 한편, 화웨이는 공표된 바로는 화웨이 스마트폰 8개 기종에 그쳤다. 거대한 중국 시장이 본거지라는 강점이 있다고는 하지만 자사 브랜드만 고집하는 것은 위험이 있다. 이것이 화웨이가 5G 무선 모듈의 외부 판매에 적극적인 이유일지도 모른다.

[5G 무선 모듈]
화웨이가 선두지만 Q사에 승기

퀄컴과 화웨이는 SoC에서만이 아니라 5G 무선 모듈에서도 경쟁하고 있다. 양사의 SoC의 큰 차이 중 하나가, 5G의 베이스밴드 처리 등을 하는 모뎀 회로를 SoC내에 집적해 있는가 아닌가의 여부다.

화웨이의 Kirin 990 5G는 집적. Snapdragon 865는 5G 모뎀 ‘X55’를 집적하지 않고 외부에 장착하고 있다. 비용과 실장 면적의 저감을 생각하면 집적하는 편이 유리하다. 그러나 외부에 장착하는 이점도 있다. 최첨단 제조 프로세스를 보다 빨리 채용하기 쉽다는 점이다. 실제 퀄컴은 20년 중반에 양산 예정인 차세대 5G 모뎀 ‘X60’의 베이스밴드 IC에서, 5nm 세대의 제조 프로세스를 채용할 계획이다.

-- 무선 모듈이 차별화의 원천 --
-- 외부 판매에서는 화웨이가 선두 --

[고성능 필터]
퀄컴과 무라타제작소가 치열한 경쟁

현재, 5G 무선 모듈용 필터 분야는 무라타제작소, 퀄컴, 미국 Broadcom, Skyworks Solutions, Qorvo의 5사가 시장의 대부분을 차지하는 과점 상태다. SoC가 디지털 설계 기술로 개발할 수 있는데 반해, 필터 개발에는 재료나 아날로그 설계 기술에 대한 깊은 노하우가 필요해 신규 참여가 용이하지 않기 때문이다. 게다가 기술 개발은 멈추기는커녕 가속되고 있고, 그에 따라가지 못하는 기업은 계속 뒤처지는 치열한 경쟁 환경에 있다. 특히 무라타제작소와 퀄컴이 업계 1위, 2위를 차지하고 있어 주도권 쟁탈 경쟁이 치열하다.

그러한 가운데 퀄컴은 20년 2월에 획기적인 SAW(표면탄성파) 필터 ‘ultraSAW’를 개발했다고 발표했다.

-- 품질계수에서는 무라타제작소를 초월? --
-- BAW vs SAW의 기술개발 경쟁 격화 --

[5G 컴퓨터]
절대 왕자 인텔에도 함락의 위기

스마트폰 이외의 기기에서 5G에 대응할 것으로 보이는 것은 태블릿 단말이나 노트북이다. 여기서도 지금까지의 질서가 무너지고 있다.

5G 노트북을 처음으로 시작(試作)한 것은 인텔이다. 인텔은 11년에 독일 Infineon Technologies로부터 무선 모듈 기술을 인수, 5G 모듈을 개발하고 있었다. 당시, 특허 문제로 퀄컴과 경쟁 중이었던 애플에 이 모듈을 판매하는 것이 최대 목적이었던 것 같다. 그러나 19년 4월에 퀄컴과 애플이 화해를 했고, 인텔은 수익성을 전망하기 어렵다는 이유로 5G 모듈 사업에서 철수했다. 19년 7월에는 10억달러에 애플에 이 사업을 양도했다. 동시에 5G 컴퓨터를 주도할 기회도 잃고 말았다.

-- 퀄컴-마이크로소프트 연합 탄생 --

[영상 서비스]
광회선 수준의 속도로 TV 업계가 흔들

5G화의 움직임은 4G/LTE의 영향이 직접적으로 미치지 않았던 텔레비전에도 미친다. 화웨이나 그 제휴 기업이 5Gⅹ8K TV를 개발하기 시작했다. 삼성전자도 20년 1월, 5G 서비스를 제공하는 SK텔레콤과 협력해 5G 통신 기능을 표준 장착한 8K TV를 개발한다고 발표했다.

지금까지 8K TV는 지상파 방송에 대한 전망이 서지 않았다. 위성방송을 방송하는데도 수신 설비의 대폭적인 개수가 필요했다. 영상을 전송하는 수단이 한정적이었다. 그러나 5G 대응이 되면 전송로의 병목현상 문제가 단숨에 해소된다. 4K TV의 범용화가 진행되고 있는 가운데, 5G가 8K TV의 기폭제가 될 가능성이 높다.

-- 전송로 비즈니스가 붕괴 --

[로컬5G vs Wi-Fi6]
대폭적인 저비용화 진행

로컬 5G는 자영 무선 시스템의 주역이 될 수 있을까? 대항마가 되는 것이 무선 LAN의 최신 사양인 Wi-Fi6(IEEE802.11ax)다.

Wi-Fi6에 대한 로컬 5G의 우위성은 대역이 넓고, 다른 이용자와의 간섭이 거의 없다는 점이다. 그러나 현재 이용 가능한 28GHz대는 전파가 장해물에 약해 벽은 투과하지 못한다. 또한 적어도 첫 시스템은 상당히 고액이 될 가능성이 높다. 최대 과제는 이용자, 또는 시스템을 제공하는 벤더가 로컬 5G의 무선주파수에 대응한 단말을 신규로 개발하지 않으면 안 된다는 점이다. 이것이 WiMAX나 지역 BWA가 거의 보급되지 않았던 배경 중 하나였다.

-- Wi-Fi6는 지연도 충분히 작다 --
-- 클라우드로 비용 대폭 저감 --

[수평∙오픈 연합 vs 화웨이]
화웨이가 울고, Cisco가 웃을 것인가?

기지국이나 코어의 하드웨어를 범용화, 오픈화해 소프트웨어 베이스로 하는 움직임은 이동통신사의 5G 서비스에서도 급속하게 진행되기 시작했다. 그 결과 지금까지 4G/5G 인프라에서 왕자로서 군림해 온 화웨이의 향후 행보에 황신호가 켜졌다.

이를 시작한 것은 라쿠텐모바일이다. 기지국은 범용 서버, 코어 장치는 클라우드에서 ‘완전 가상화를 실현했다”(라쿠텐). 시스템 벤더는 역할마다 다르며, 수평 분업형의 전형적인 사례가 됐다. 그 결과, 라쿠텐모바일은 안테나나 가지국 설치도 용이해져 19년 3월부터 거의 1년만에 도쿄나 오사카 등 주요 도시에 총 3,490개의 기지국을 설치했다고 한다.

-- ‘5G 네이티브’에서는 모두 범용기 --
-- Cisco가 권토중래 --

 -- 끝 --

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