[투자공부] 퀄컴 기업분석

1. 퀄컴 기업 히스토리

(1) 1985년 퀄컴 설립 / Linkabit 출신 인력들이 모여 설립, 무선 통신 품질 향상 목표

• 무선통신은 전자기파를 이용하여 정보를 교환

(2) 1989년 CDMA (Code Division Multiple Access) 개발

• 기존 TDMA 및 FDMA 방식보다 차별화된 방식으로 대규모 데이터 처리 가능 (FDMA, TDMA 및 CDMA의 차이점)
  • TDMA & FDMA: 주파수나 시간을 나눠 사용자를 분리 → 사용자가 많아질수록 비효율적
  • CDMA: 모든 사용자가 같은 주파수를 동시에 사용 & 고유한 코드로 신호를 구분 → 주파수 자원을 보다 더 효율적으로 사용함으로써 더 많은 사용자와 데이터를 효율적으로 처리 (GPS로부터 수신하는 절대 시간을 붙여 각 기지국 신호를 구분해내는 방식을 개발)
  • 미국의 PacTel Cellular(현재 Verizon Wireless의 전신)와 협력하여 CDMA 기술의 상용화 가능성을 입증 (당시 PacTel은 로스앤젤레스에서 급증하는 가입자를 처리하기 위한 해결책을 찾고 있었고, CDMA기술이 그들의 용량 문제를 해결할 수 있다는 점에서 퀄컴과 협력)

(3) 1991년 첫 CDMA 상용화 성공 (2G)

• 한국의 ETRI & 삼성 협력하여 CDMA 기술을 상용화하는 프로젝트를 시작
  • 1990년대 초반, 한국의 이동통신 시장은 급속도로 성장하고 있었으며, 기존의 아날로그 방식으로는 증가하는 수요를 감당하기 어려웠음
  • 한국 정부와 통신업계는 차세대 디지털 이동통신 기술의 도입을 검토
  • 한국에서 최초로 상용화 이후 세계 시장에서 활약
    • 2G 시대에는 주로 GSM과 CDMA 두 가지 표준이 존재
    • GSM은 유럽을 중심으로 확산되었고, TDMA 방식을 사용
    • CDMA는 퀄컴이 개발하여 미국과 일부 아시아 국가에서 채택

(4) 1999년 MSM 3000 칩셋 출시 / 3G CDMA2000 표준 지원, 전 세계 이동통신 시장에서 성장

• MSM(Mobile Station Modem) 칩셋: 이동통신 기능과 프로세싱 기능을 통합하여 모바일 SoC의 발전을 가속화 & 스마트폰 시대의 기반을 마련
  • 전자기기의 소형화 추구 → 하나의 칩에 전자시스템의 주요 구성요소들을 통합 → 크기와 전력소비를 줄일 수 있음
  • 휴대폰 제조사들은 복잡한 통신 모뎀 설계 없이도 고성능의 3G 단말기를 개발
  • 통합 칩셋 솔루션은 제품 개발 기간을 단축시켜 시장의 요구에 신속하게 대응
  • MSM 2000번대까지 CPU로 인텔을 채택하였으나 3000번대부터 ARM 아키텍쳐 채택

 

💡용어정리

모뎀: 칩셋 내에서 이동통신 네트워크와의 통신을 가능하게 하는 핵심 구성 요소로, 음성 통화, 문자 메시지, 인터넷 접속 등의 기능을 제공

프로세싱: 칩셋 내에서 컴퓨팅 작업을 수행하는 핵심 구성 요소 → CPU(중앙처리장치), GPU(그래픽처리장치), DSP(디지털 신호 처리기) 등을 포함

 

(5) 지속적인 R&D 투자와 Snapdragon 칩셋 성공으로 4G, 5G, IoT 등 차세대 기술 개발 주도

• 4G/5G에 이용되는 OFDMA/MIMO 통신기술에 대하여 퀄컴의 특허 많음 → 시장의 선두주자
• 주요 스마트폰 제조사 대부분 플래그쉽 모델에 스냅드래곤 칩이 이용되어짐
  • 8 Gen 3이 장착된 모바일 리스트: 링크

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2. 퀄컴의 시장입지

4G, 5G 스마트폰 칩셋 시장현황

• 5G 스마트폰은 전체 스마트폰 출하량의 2023년 약 56% 2024년 63%를 차지 (참고)

 

• 아프리카, 남아시아 등 개발도상국에서는 4G 스마트폰이 여전히 주류
  • 5G 인프라가 부족한 지역을 대상으로 하는 제품
  • 가격 경쟁력을 갖춘 저가형 및 중저가형 스마트폰

 

• 4G/5G 칩셋 시장현황: (참고: 4G 링크 / 5G 링크)

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AP(모바일 SoC) 시장 Revenue 관점 (참고)

• 퀄컴 36% 애플 33% 미디어텍 17% (241Q)

• 칩셋 점유율에 있어서는 미디어텍이 우세하였으나 시장의 매출관점에서 보았을 때 17%에 불과
  • 미디어텍: 중저가 5G 스마트폰 시장에 집중 (250달러 이하의 5G 폰 시장에서 강세)
  • 퀄컴: 플래그십 모델(프리미엄 모델)에서 주로 사용

MediaTek vs Qualcomm in 5G smartphone chip market

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3. 퀄컴 사업부문 - 24Q3 기준 (참고: 링크)

• QCT (Qualcomm CDMA Technologies, 전체 매출 86.2% )
  • 퀄컴의 반도체 사업부로 스마트폰, 자동차, IoT(사물인터넷) 및 기타 전자 기기에 사용되는 칩셋 및 모뎀을 개발하고 판매하는 부문

• QTL (Qualcomm Technology Licensing, 전체 매출 13.8%)
  • 퀄컴이 보유한 CDMA, OFDMA, 5G 등 통신 기술 관련 특허를 이동통신사, 스마트폰 제조사 등에 라이선스하는 사업
• 기타
  • 퀄컴의 전략적 투자 부문(QSI) 및 비핵심사업 부문 담당하며 매출의 극소량 차지

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4. 투자 포인트

첫째. 모바일 시장의 활성화 - 온디바이스 AI

스마트폰 시장에 대한 성장세는 퀄컴의 매출 향상의 기회를 시사한다.

• 전세계 스마트폰 판매량이 3분기 연속 전년 동기 대비 성장세를 보이며 회복세
  
  
• 삼성전자 경우 AI에 초점을 맞춘 갤럭시 S24 시리즈의 지속적인 판매 강세와 보급형 및 중저가 라인의 베스트셀러로 떠오른 갤럭시 A시리즈의 조기 출시에 힘입어 전년 보다 출하량이 5% 증가
  
  
• 애플 역시 AI 기능을 탑재한 휴대폰을 출시할 예정이며 주요 향후 스마트폰 제조업체 역시 AI 기능을 탑재한 휴대폰을 출시할 것으로 예상

“2024년 AI PC와 생성형 AI 스마트폰 출하량, 총 2.95억 대 이를 것” 가트너 전망

삼성전자 MX, '갤럭시 S24 덕분에' 스마트폰 출시 이래 역대 최대 1분기 매출 - 한국금융신문

2분기 세계 스마트폰 시장, 3개 분기 연속 성장 "AI 폰 덕분"

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둘째. CPU부터 모뎀까지 시스템 반도체 핵심 요소들을 자체 설계할 수 있는 차별성

퀄컴은 자사의 Snapdragon 칩셋의 핵심 요소들을 (CPU, GPU, NPU, ISP, DSP, Modem 등) 직접 설계한다. 이렇게 모든 영역에 대한 자체설계능력을 가진 경쟁사는 모바일 시장 통틀어서 애플이 유일하며 안드로이드 시장 관점에서는 퀄컴이 유일하다. (단, ARM 호환 아키텍처 기반으로 자사제품에 최적화된 설계)

<표. 모바일 SoC 사업자별 시스템 반도체 설계능력>

기업	설계능력
퀄컴 (Qualcomm)	CPU: Kryo (ARM 아키텍처 기반 커스텀 설계) GPU: Adreno (자체 설계) NPU: Hexagon (자체 설계) ISP, DSP, Modem: 모두 자체 설계
애플 (Apple)	CPU, GPU, NPU, ISP, 기타 프로세서: 모두 자체 설계 Modem: 현재 퀄컴 사용, 자체 모뎀 개발 중
삼성 (Samsung)	CPU: ARM 코어 사용 또는 일부 커스텀 GPU: AMD와 협력 (최근 Xclipse GPU) NPU, ISP, DSP: 자체 설계 Modem: 자체 설계
미디어텍 (MediaTek)	CPU: ARM 코어 사용 GPU: ARM의 Mali GPU 사용 NPU, ISP, DSP, Modem: 자체 설계
화웨이 (HiSilicon)	CPU: ARM 코어 기반 커스텀 GPU: ARM의 Mali GPU 사용 NPU, ISP, DSP, Modem: 자체 설계
구글 (Google)	Tensor 칩에서 CPU와 GPU는 ARM 설계 사용 TPU (AI 프로세서), ISP: 자체 설계 기타 구성요소: 삼성과 협력

 

퀄컴 경우 Nuvia 인수를 통해 애플과 같이 ARM 공식 IP를 이용하지 않은 독자적인 CPU 설계 역량 확보하였다.

퀄컴, 애플 출신이 만든 CPU 스타트업 인수 - 전자부품 전문 미디어 디일렉

 

 

(1) ARM은 공식 아키텍처와 호환 아치텍처를 제공한다. (ARM Buisness model)

• 공식 아키텍처: ARM의 표준 코어 설계를 그대로 사용 (ARM의 Cortex-A, Cortex-M 시리즈 등)
  
  
• 호환 아키텍처: ARM의 명령어 세트 아키텍처(ISA)를 기반, 코어 설계는 라이선스 보유 기업(ALA)이 자체적으로 진행 (Apple의 A-series, M-series 칩, Qualcomm의 Kryo 코어 등)
  
  

(2) Nuvia는 ARM의 아키텍처 라이선스(ALA, Architecture License Agreement)를 보유하고 있었는데, 이는 ARM 호환 프로세서를 완전히 자체 설계할 수 있는 권한을 가지고 있다.

Nuvia는 2019년 애플, ARM, 브로드컴, 구글, AMD 등의 출신 창업자 3인에 의해 설립.
CEO 제라드 윌리엄은 애플에서 A13, A14 모델의 AP 개발 및 M1 프로세스 개발 참여

(3) 퀄컴은 Nuvia 인수를 통해 자체 설계한 Oryon CPU 코어를 개발, ARM의 표준 코어 대신 자체 설계 코어를 사용할 수 있어 로열티 비용을 줄이는 전략을 취하였다. (이에 대해 현재 ARM과 법적다툼 진행중, 리스크 부분에 후술)

이번 PC/노트북 용도로 출시되는 퀄컴의 X Elite 시리즈는 애플과 같이 ARM 공식 아키텍처를 라이선싱하지 않고 자체적으로 설계한 제품이다.

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셋째, AI PC 시장 선두주자

• ARM의 아키텍처의 장점을 살린 모바일/PC 시장에서의 성공 가능성 확인
  
  
• 퀄컴과 마이크로소프트는 2016년부터 협력하여 PC 시장에 ARM 아키텍처의 상용화를 위해 노력
  • OS 시장은 크게 Mac과 Windows로 나뉘어지게 되는데 Apple의 M 시리즈는 ARM 기반으로 저전력/고성능 PC를 구현하였고 이를 바탕으로 Windows 독점의 노트북 시장을 성공적으로 점유하기 시작

https://www.reddit.com/r/Windows_PC/comments/1bwuwba/most_popular_computer_operating_systems_2024_pc/

 

• 마이크로소프트는 2012년부터 Windows on ARM OS를 출시하였으며 대중들에게 익숙한 OS는 2019년 출시된 Windows 10 on ARM 이다. (참조: 링크)
  
  
• ARM 아키텍처 기반 Windows 제품을 만들기 위해 마이크로소프트는 퀄컴과 2016년부터 파트너쉽을 체결하였으며 지금까지 약 8년동안 관계가 지속되어져 왔으며 2024년까지 Windows ARM 칩셋에 대한 퀄컴의 독점 공급권을 가지고 있다.

https://www.tomshardware.com/pc-components/cpus/windows-on-arm-may-be-a-thing-of-the-past-soon-arm-ceo-confirms-qualcomms-exclusivity-agreement-with-microsoft-expires-this-year

 

• 이번 마이크로소프트에서 출시한 AI PC 는 많은 부분을 시사한다.
  • ARM 기반 칩셋을 선택하였다는 점 (Snapdragon X Series)
    
    
  • x86 아키텍처 노트북과 비교하였을때 성능 격차는 크게 벌어지지 않은 점
    
    
  • Snapdragon X Elite SoC가 광고된 대로 성능을 발휘하였으며 특정 분야에서 경쟁사 제품들을 뛰어넘는 결과를 보여준 점 (NPU(AI), Battery 성능, multi-thread 성능)
    • Intel Meteor Lake vs M3 vs Snapdragon X Series 성능 테스트 비교자료: 링크
    • 노트북별 성능비교 자료: 링크

 

단 아직까지 앱 호환성 이슈 존재 (참고 유튜브)

→ 대부분의 전통적인 PC 소프트웨어는 x86/x64 아키텍처를 기반으로 개발되었기 때문

• 앱 호환성 이슈: 구글 드라이브 데스크탑(Google Drive for Desktop) 같은 대중적인 앱이 작동하지 않았으며, 일부 VPN 앱과 Adobe Audition 같은 프로그램도 호환되지 않았음

→ (개인의견) 호환성 부분은 PC ARM 생태계가 확장되면 자연스레 해소되는 문제이며 점점 더 많은 기업들이 ARM 기반 소프트웨어를 출시하는 움직임을 보이고 있음 (시장 초기 감안)

• 게임 실행 문제: 대부분의 게임에서 호환성 이슈를 보였음

→ (개인의견) 노트북 수요의 절대 다수가 일반적인 목적으로 구매가 되어지는 점이며 맥북 역시 게임 잘 안돌아가는데 잘 나가고 있음. 일반적인 사용목적에 무리가 없다면 배터리 성능 및 무게로 판가름나지 않을까 생각

 

또한, 여러 증권사/언론에서 AI PC 시장 성장 가능성을 전망하고 있으며 기존에 하지 않았던 사업분야를 진출하는 부분이기에 퀄컴의 매출향상의 가능성은 열려있다.

모건스탠리 "AI PC, 2028년 64% 차지...클라우드 AI 비중 낮출 것"  - AI타임스

스냅드래곤 칩셋이 장착된 노트북 리스트

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넷째, 전망있는 신사업 분야에 대한 투자 및 매출

자율주행 분야 매출 꾸준히 상승중

[보도자료] 퀄컴, CES 2024에서 모빌리티의 새로운 시대 열어

 

단, 중국발 매출 비중이 높기에 대중무역 리스크 존재 (22년 기준 매출의 43.4% 비중)

 

5. 리스크

(1) 기존 모바일 시장에서의 리스크

• Mediatek의 중저가 라인업 휴대폰 시장 점유율 증가
• 삼성폰 경우 자체개발 칩(엑시노스) 사용으로 인한 점유율 하락, 현재 중저가 라인업 휴대폰에 대해 적용중이며 성공적일 경우 점차 확대 가능성 존재

(2) 신규 진출 PC 시장에서의 리스크

• 2024년부로 만료되는 퀄컴의 독점 공급권 (Windows on ARM)
• Windows on ARM 시장에 Nvidia, AMD, Mediatek와 같이 여러 쟁쟁한 경쟁자들이 유입될 예정 (참고)
  • 모두 ARM IP를 활용하여 설계진행하기에 독자적인 차별성을 가지기에는 많은 난관 존재
  • 자체 설계 기반의 퀄컴 칩에서 이들과의 차별성을 가지는 기능 및 성능이 요구되어짐

(3) 호환성 이슈

• 기존 PC 소프트웨어 시장은 x86 아키텍처 기반으로 성장해왔으며 ISA가 다른 CPU간 호환성 이슈 존재
• 대중적으로 많이 이용되는 앱 / 게임 경우 호환이 되지 않는다.

애플 경우 이러한 이슈를 해결하기 위해 Rosetta라는 에뮬레이터를 제공하여 소비자들로부터 기존에 구축된 풍부한 소프트웨어 생태계를 사용할 수 있게 하였다.

마이크로소프트 역시 이런 호환성 이슈를 해결하기 위해 에뮬레이터를 제공하여 사용자들로끔 x86 및 x64 아키텍처 기반 앱 실행을 지원하는데 많은 노력을 기울이고 있다. (참고)

(4) 법적 분쟁리스크

• Nuvia의 ALA를 활용하여 새로운 라이선스 계약 없이 ARM 호환 프로세서를 설계를 진행
• 그러나, ARM은 Nuvia의 라이선스가 퀄컴에 자동으로 이전되지 않는다고 주장하며, 새로운 계약을 요구하며 법정 분쟁 진행중
• 여기서 만약 ARM이 승소하는 경우 스냅드래곤 X 엘리트 기반 노트북 판매 중단으로 이어지는 경우 AI PC 제조사 실적에 타격이 될 수 있다.
  • 2022년 8월 31일에 ARM이 Qualcomm을 상대로 제기
  • 가장 최근의 문서는 2023년 5월 11일자로, 여전히 소송이 진행 중
  • 24년 12월 예정된 연방 법원 판결 전 양사간의 합의를 이룰 것으로 예상
• 애널리스트와 투자자들은 12월 1차 연방법원 결과 이전 양사간 합의를 이룰 것으로 예상

Arm, Qualcomm legal battle could disrupt AI-powered PC wave

 

법적 분쟁 연관자료들

• https://www.courtlistener.com/docket/64938776/arm-ltd-v-qualcomm-inc/
• https://www.xda-developers.com/arm-says-it-wants-all-snapdragon-x-elite-laptops-destroyed/

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