반도체에 대한 관심이 늘고 있다. 전자산업계의 쌀로 불리던 반도체가 글로벌 경제의 중심 산업군으로 자리매김했다. 주식 시장에선 반도체 관련주가 뜨고 있고, 자동차업계에선 반도체 품귀 현상에 차량 생산에 차질을 빚고 있다. 반도체의 모든 것을 알아봤다.

#　미래 산업 핵심 경쟁력 부상…품귀 현상에 차량 생산도 차질

반도체가 생활 전반에 깊숙이 들어왔다. 생활 가전제품 대부분에 탑재, 자의반 타의반 사용빈도도 높아졌다. IT, 전자산업 발달에 따라 활용범위는 더욱 넓어지고 있고, 최근에는 자동차 속으로 들어가는 등 산업 전반에서 활용도가 높아진 상황. 그동안 반도체가 전자산업의 쌀로 불렸다면 최근엔 산업의 쌀로 변하는 등 산업 전반에 미치는 영향력을 키우고 있다.

반도체란 상온에서 전기가 잘 통하는 금속과 통하지 않는 절연체의 중간 정도의 전기저항을 가진 물질을 뜻한다. 크게 데이터를 저장하는 D램, NAND플래시 등 메모리 반도체와 작업을 수행하는 CPU 등 비메모리 반도체 두개로 나뉜다.

삼성전자를 비롯해 SK하이닉스, 인텔, 엔디비아 등이 국제 반도체 시장을 이끌고 있다. 메모리와 비메모리의 시장 점유율은 3:7 정도다. 메모리 반도체의 점유율은 낮지만 가격 변동성이 크고, 시장을 이끌고 있다. 해당 분야의 1위 기업은 삼성전자다. 2위는 SK하이닉스로 한국기업이 상위권을 휩쓸고 있다. 최근에는 메모리 반도체보다 비메모리 반도체 시장이 커지는 추세다. 삼성전자는 133조원을 투자해 비메모리 사업을 키운다는 반도체 비전을 밝히기도 했다.

반도체는 PC보급과 함께 성장을 했다. 이후 스마트폰의 등장과 IT기업의 데이터센터 확대 등이 성장세에 불을 지폈다. 코로나19로 인해 사회적 거리두기 등으로 인한 재택근무 증가 및 트리 도입하려는 이종 업계 간 결합은 반도체 니즈를 더욱 확대시키고 있다. 무엇보다 자율주행 자동차 개발 및 등장까지 겹치며 반도체에 대한 산업 전반의 수요는 확대 될 전망이다. 수요는 증가하고 있지만 생산량이 따라가지 못해 품귀 현상이 발생할 것이란 우려도 나온다.

 

우려는 현실이 되고 있는 분위기다. 최근 글로벌 자동차 제조사들이 생산 중단과 감산에 나서고 있는 것도 반도체 수급이 원활하지 않기 때문으로 알려졌다.

８일 자동차업계에 따르면 한국GM은 차량용 반도체 부족으로 말리부 등을 만드는 부평2공장의 생산량을 절반으로 줄이기로 했다. 독일의 폭스바겐과 미국의 포드, 일본 도요타 등도 자동차 생산량을 줄였다.

이 같은 일이 발생한 원인으로는 자동차 제조사들의 잘못된 수요 예측에 기인한다. 지난해 코로나19 확산에 따라 자동차 제조사들은 차량용 반도체 주문을 줄였다. 자동차 구매가 줄어들 것이란 게 이유였다. 반도체 회사도 차량용 반도체보다 제품보다 PC, 스마트폰 등 비대면 제품군 생산을 확대했다.

그러나 지난 3분기부터 상황이 달라졌다. 경기 반등과 함께 소비자들의 자동차 구매가 늘었고, 차량용 반도체 수급은 힘들어졌다. 차량용 반도체는 반도체 업계의 계륵과 같은 존재로 여겨져 왔다. 마진이 낮아 반도체 제조사들이 차량용 반도체 수요 부족에도 섣불리 제품 생산 확대에 나설 수 없는 게 현실이다. 생산라인 확대에 따른 투자금 대비 수익이 적다. 또 대규모 생산이 가능한 업체수도 부족하다. 글로벌 반도체 기업으로 꼽히는 삼성전자와 대만의 TSMC, SK하이닉스 등의 차량용 반도체 생산 비중은 낮은 편이다. 최근 생산되는 차량에 최소 200개 이상의 반도체가 들어가는 만큼 공급량이 수요량을 충족시키기 쉽지 않다. 글로벌 주요 반도체 업계가 차량용 반도체 생산에 적극 나서지 않는 한 자동차 생산 차질이 당분간 계속 될 수 있다는 얘기다.

 

IT업계 관계자는 "삼성전자 등 글로벌 반도체 회사들은 투자 대비 수익성이 낮은 차량용 반도체 생산에 적극적으로 나서는 것은 일종의 모험과 같다"며 "성장세가 예상되는 비메모리 반도체 등에 대한 투자가 더욱 필요하다고 판단, 해당 분야 육성에 적극 나설 수밖에 없을 것"이라고 말했다.

반도체 공급량 부족에 대한 우려는 비단 차량용 반도체만의 일은 아니다. 메모리와 비메모리 반도체 분야 모두 해당한다. 반도체가 중요해짐에 따라 글로벌 주요 국가 간 경제 및 정치 패권 장악을 위해 반도체 산업을 적극 활용하고 있다.

일례로 중국은 자체 산업경쟁력 강화 등의 반도체 굴기를 통해 미국과 무역 분쟁 해결에 나서려고 모습이다. 미국 입장에선 원활한 반도체 수급 등을 위해선 중국의 반도체 굴기 전략 저지가 필요하다. 중국 관련 업체와 거래하는 기업에 대한 옥죄기는 이미 시작됐다. 대만의 TSMC는 중국 화웨이와 거래를 중단하고 인텔 등 미국 반도체 업체들과 제휴를 강화하고 있다.

경제 시장 원리보다는 정치적 상황 등이 작용하고 있는 만큼 반도체 시장 전반의 안정성 관련 변동 폭은 커질 수밖에 없다. 산업 자체가 아닌 정치적 문제에 따라 반도체 수급은 언제든 부족 현상을 겪을 가능성이 높아졌기 때문이다.

#　K-반도체 파워 상승…비메모리 강국 도약 나서

 

반도체에 대한 관심 증가는 K-반도체 파워 향상으로 이어지고 있다. 삼성전자와 SK하이닉스는 국내 뿐 아니라 글로벌 반도체 시장에서 상당한 영향력을 행사하고 있다.

눈길을 끄는 것은 최근 삼성전자가 미국에 대규모 반도체 공장 건설을 추진하고 있다는 점이다. 삼성전자는 미국 현지 반도체 공장 건설을 위해 170억(한화 19조 가량)에 달하는 금액을 투자할 것이란 예상이 현지 중심으로 확대되고 있다. 바이든 행정부가 연방정부 물품 조달에서 미국산을 우선하는 '바이 아메리칸'(Buy American) 행정명령에 서명하는 등 자국 중심의 제적 역학구도 등을 고려한 것으로 알려졌다. 미국 입장에선 일자리 창출 문제 해결을 위한 카드로 활용할 수도 있다.

삼성전자의 공장 설립 후보지는 현재 텍사스주의 오스틴이 꼽히고 있다. 1998년부터 운영 중인 오스틴 파운드리 공장 부근에서 최근 1~2년 동안 10만4089㎡ 규모의 토지를 매입, 지난해 12월 용도변경 절차까지 마쳤다는 게 이유다. 삼성전자는 반도체 공장 설립 과정에서 세제 혜택 등을 놓고 미 행정부와 협상을 벌이고 있는 것으로 알려졌다. 미국의 공장 건설이 현실화 될 경우 K-반도체 파워는 더욱 높아질 수 있다.

국내 산업 전반에서 반도체 산업이 차지하는 비중은 상당하다. 수출 최대 주역으로 떠올랐고, 친환경 자율주행 등 산업 패러다임 변화의 주도권을 잡을 수 있는 기회가 될 것이란 말도 나온다.

상황이 이렇다보니 반도체 제조사들은 상대적으로 경쟁력이 약한 비메모리 관련 사업 확장에 적극 나서고 있다. 삼성전자와 SK하이닉스를 주축으로 한 한국은 전 세계 D램 시장의 70%, 낸드플래시 시장의 40% 이상을 점유하는 등 메모리 반도체 분야에서는 절대 강자이지만 시스템 반도체 분야에서는 점유율은 4% 남짓이다. 4차 산업 혁명 시대를 맞아 인공지능(AI)·사물인터넷(IoT)·5세대이동통신(5G)·자율주행 등 신기술의 등장으로 시스템반도체의 성장 잠재력이 커지고 있다는 점에서 비메모리 산업 경쟁력 강화가 필요하다는 배경에서다.

삼성전자의 경우 2030년까지 시스템 반도체 파운드리 분야 1위, 팹리스 분야 시장점유율 10%달성한다는 '반도체 비전 2030'을 2019년 4월 발표한 바 있다. 삼성전자는 2030년까지 연구개발에 73조원, 생산시설에 60조원 등 총 133조원을 투자할 계획이다.

#　정부도 적극 나서 비메모리 사업 육성을 지원할 예정이다.

 

산업통상자원부는 2029년까지 총 2조5000억원을 투입, 시스템 반도체 산업 육성에 나선다. 올해는 전력 반도체, 차세대 센서, 인공지능 반도체 등 시스템반도체 유망 분야 집중육성을 위해 총 2400억원 규모의 연구개발(R&D)를 지원한다.

한국의 강점인 반도체 제조 역량을 기반으로 차세대 PIM 기술 선점 등 민간의 기술혁신을 적극 뒷받침해 세계 시장을 선도하는 초격차 기술력을 확보하고 제2의 D램 신화를 이뤄내겠다는 것이다.

올해는 우선 매출 1000억원 이상의 글로벌 K-팹리스 육성을 위한 챌린지형 R&D를 신설해 팹리스 성장을 지원한다. 챌린지형 R&D는 올해 성장 가능성이 높은 팹리스 기업 4곳을 선정해 기업당 3년간 55억원을 지원할 예정이다. 국내 시스템반도체 산업 생태계 조성을 위해 수요기업과 팹리스가 연계한 공동 R&D 과제에 2029년까지 총 1조원을 지원한다.