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[Cover Story] 불붙는 반도체 패권 경쟁, 반도체 생산 기반을 확보하라

입력 : 2021.05.03 15:21

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[헬로티=서재창 기자]


세계는 반도체 수급난 속에 살고 있다. 올해 2사분기를 지나는 시점이지만, 반도체 수급을 위한 해법은 여전히 물음표다. 이런 상황에서 반도체 생산 기반은 산업 경제의 흥망을 쥔 열쇠이자 국가 경쟁력으로 확대됐다. 우리나라를 비롯한 반도체 강국은 지금의 위기를 기회로 삼아 투자와 연대를 펼치며, 고속 성장을 바라보고 있다. 


▲출처 : 게티이미지뱅크


장기화되는 반도체 수급난


지난해 말부터 이어진 차량용 반도체 수급 대란이 장기화될 조짐이다. 관련 업계는 반도체 수급 동향을 감안했을 때 최소 3분기까지 수급난을 겪게 될 것으로 예상하고 있다. 


국내에서는 현대자동차와 한국GM, 쌍용자동차 등의 완성차 기업이 가장 큰 피해를 보고 있다. 이들은 생산 라인이 멈춤과 동시에 천문학적인 손실을 감당할 수밖에 없기 때문이다. 


현대차 울산1공장은 특근을 줄여오다 결국 지난달 7일부터 일주일간 가동 중단을 선언했다. 업계에서는 휴업으로 인해 코나 6천여 대, 아이오닉 5 6천500대의 생산 손실이 발생한 것으로 예측하고 있다. 


그랜저와 쏘나타를 생산하는 아산공장 역시 반도체 수급 차질로 이틀간 공장 가동을 멈췄다. 기아는 지난 3월부터 공장별로 특근을 감축해왔으나 4월에는 화성공장과 광주1공장의 특근을 아예 취소하기로 결정했다. 


한국GM은 지난 2월부터 부평2공장의 가동률을 절반으로 줄였고, 자동변속기를 제조하는 보령공장도 완성차 생산량 감소에 따라 지속적인 운영이 불가하게 됐다. 


쌍용차 또한 지난 4월에만 평택공장 자동차 생산을 8일부터 16일까지 멈췄다. 가동 중단에 따른 피해는 비단 국내 완성차 기업뿐 아니라 도요타와 폭스바겐, 포드, 혼다 등 글로벌 기업에도 해당되는 상황이다. 


이번 차량용 반도체 부족 사태에는 여러 가지 악재가 겹쳤다고 볼 수 있다. 반도체 수요 예측의 실패, 미국 텍사스 주의 한파와 일본에서 발생한 지진 등 자연재해로 인한 반도체 공장 가동 중단 등 주요 요인으로 작용했다. 


결국 차량용 반도체 생산량이 증가해야 해결될 수 있는 상황이다. 문제는 차량용 반도체 개발이 10년가량 소요되는 장기 계획이며, 안전성이 중요해 공정이 까다로울 뿐 아니라 대체품 적용이 어렵다는 점이다. 또한, 낮은 수익성과 오래된 생산 공정은 반도체 기업에 고스란히 비용 부담을 작용한다. 


▲정부는 프랑스 르노그룹과의 미팅에서 차량용 반도체 수급 협조를 요청했다. (출처 : 산업부)


정부는 코앞에 닥친 위기를 해결하기 위해 대만 정부 및 TSMC 측과도 협의를 진행한 것으로 알려졌다. TSMC 입장 또한 난처하다. TSMC는 미국, 유럽, 일본 등으로부터 공급 압력을 받고 있어 국내에 납품을 진행하기가 어려운 상황이다. 


정부는 프랑스 르노그룹에도 차량용 반도체 수급 협조를 요청했다. 성윤모 산업통상자원부 장관은 프랑수아 프로보(Francois Provost) 르노그룹 해외사업총괄 부회장과 비공개 면담 자리에서 원활한 차량용 반도체 수급이 이뤄지도록 힘써달라고 언급했다. 


아울러 성 장관은 르노 측에 국내 경영활동을 확대하고, 친환경차 공급 증대에도 힘을 쏟아달라고 당부했다. 이와 동시에 정부는 98%라는 높은 차량용 반도체 수급 비중을 낮추기 위해 기술 국산화에 초점을 맞추고 있는 것으로 보인다. 


투자 or 인수, 국내 선도기업의 행보


삼성전자가 올해 미국과 한국에서 투자계획을 공개할 것이라는 관측이 나오고 있다. 미국 백악관 회의 이후 급물살을 타고 있는 미국 투자계획이 이르면 5월 중에 발표되고, 이재용 삼성전자 부회장의 구속으로 늦어졌던 경기도 평택캠퍼스 P3 라인에 대한 신규 투자 계획도 하반기엔 공개될 것으로 보인다. 


재계와 반도체 업계에 따르면, 삼성전자는 미국에 170억 달러(약 20조 원)에 달하는 제2 파운드리 공장 건설을 계획 중인 것으로 알려졌다. 


그동안 삼성전자는 미국 텍사스 주 오스틴 공장 인근과 애리조나, 뉴욕 등을 후보지로 놓고 추가 공장 건설을 검토해왔으며, 이 가운데 1공장이 있는 오스틴 지역이 현재로서는 유력한 상황이다. 


▲삼성전자는 반도체 경쟁력 강화를 위해 막대한 투자를 계획 중인 것으로 알려졌다. 사진은 평택 2라인 전경(출처 : 삼성전자)


미국 현지 언론은 삼성전자가 이르면 올해 상반기, 늦어도 여름까지는 미국 투자계획을 확정할 것으로 예상했다. 이처럼 삼성전자가 발 빠른 움직임을 보인 데는 지난 4월 백악관 화상 회의 일정이 작용한 것으로 전망된다. 당시 경쟁사인 인텔과 TSMC 등은 미국 내 반도체 투자계획을 발표한 바 있다. 


이에 삼성전자도 메모리 반도체의 초격차 유지와 파운드리 등 시스템 반도체 부문의 경쟁력 강화를 위해 투자를 늦추긴 어려웠을 것으로 보인다. 


역대 최대 규모로 알려진 삼성전자의 평택캠퍼스 제3공장(P3)도 현재 공사 일정을 고려할 때 올해 하반기에는 투자계획이 공식화될 전망이다. 평택 P3는 이미 지난해 하반기부터 기초공사에 들어갔으며, 현재 다수의 타워크레인을 투입해 철골 골조 공사를 진행 중이다. 


현지에서는 연내 P3 공장의 외관 공사가 끝날 것이라는 관측이 나온다. 이 경우 내년부터 순차적으로 반도체 장비 반입이 시작되고, 시험 가동을 거치면 대략 2023년부터 본격적인 생산이 시작될 것으로 보인다. 업계에서는 P3 규모와 반도체 장비 라인 특성을 고려할 때 전체 투자비가 40~50조 원을 넘어설 것으로 예측하고 있다. 


한편, SK텔레콤이 지난 4월 14일 기업 분할을 거쳐 SK하이닉스를 중심으로 반도체 투자를 강화하기로 함에 따라, SK하이닉스가 인텔 낸드사업부에 이어 또 다른 반도체 기업 인수에 나설지 관심이 모이고 있다. 


현재 SK하이닉스는 지배구조상 SK텔레콤의 자회사고 지주회사인 SK의 손자회사다. 공정거래법상 지주회사의 손자회사인 SK하이닉스가 인수합병을 하려면, 국내 기업에 대해서는 인수 대상의 지분 100%를 보유해야 한다는 조건으로 인해 그동안 투자 확대에 제약이 있었다. 


SKT는 회사를 기존 존속회사와 신설 투자회사로 나누고, SK하이닉스를 신설 투자회사의 자회사로 둔다고 발표했다. SK 입장에서는 연간 5조 원 이상의 영업이익을 내는 하이닉스를 수익 측면에서도 손자회사로 둘 이유가 없기 때문이다. 


SK하이닉스는 지난해 인텔 낸드사업부를 10조3천억 원에 인수해 상대적으로 취약했던 낸드플래시 사업을 보강했다. 2018년에는 낸드플래시 전문 회사인 키옥시아에 4조 원을 투자해 지분을 보유 중이다. 


SK하이닉스측은 현재 검토 중이거나 논의 중인 M&A 건은 없다는 입장이다. 다만 일각에서는 메모리 부문의 경쟁력을 갖춘 SK하이닉스가 장기적으로 시스템 반도체나 파운드리 기업 인수에 관심을 보일 것이라는 전망을 내놓고 있다. 


SK하이닉스가 반도체 기업보다 5G나 AI 분야의 유망기업 투자에 나설 가능성도 존재한다. 이는 모기업인 SKT의 주력 분야로 자금력을 갖춘 SK하이닉스를 통해 투자 확대에 나서는 형태다. 


이석희 SK하이닉스 사장은 3월에 개최된 정기주주총회에서 “미국과 유럽 등 여러 지역에 연구개발 집중 육성을 위한 인프라를 만드는 안을 구상하고 있다”며, “미래 성장 동력으로 AI와 자율주행, 5G 등 분야의 유망 기업을 발굴해 투자할 것”이라고 밝혔다.


▲정부는 ‘K-반도체 벨트 전략’을 상반기 중 내놓을 것으로 보인다. (출처 : 게티이미지뱅크)


정부, 전폭적 지원 예고하나


정부는 세계적으로 반도체 패권 경쟁이 가속화됨에 따라 국내 산업 지원책을 담은 ‘K-반도체 벨트 전략’을 상반기 중 내놓을 것으로 보인다. 


산업부는 문재인 대통령 주재로 열린 확대경제장관회의에서 이런 내용의 ‘주요 전략산업(반도체·자동차·조선) 점검 및 도약 지원방안’을 보고했다. 


정부는 주요국의 자국 중심 반도체 공급망 구축에 대응하고자 반도체 클러스터를 구축하기로 결정했다. 용인 클러스터 소재·부품·장비(소부장) 특화단지와 같은 핵심 밸류체인(가치사슬)별 클러스터를 만들어 공급망이 취약한 부분을 보완할 계획이다.


기업이 반도체 생산 능력을 적기에 확충할 수 있도록 투자, 규제 관련 지원도 확대한다. 첨단 반도체 등 국가 차원에서 기술·경제적 가치가 높은 핵심기술 투자에 대한 세제 지원과 금융·기반 시설 지원을 늘리고, 규제를 합리화할 방침이다. 


앞서 반도체 업계는 정부와의 간담회에서 연구개발 및 제조설비 투자비용에 대해 50%까지 세액공제를 해달라고 요청한 바 있다. 주요국의 반도체 산업 지원 정책과 유사한 수준으로 지원해달라는 것이다. 


미국은 반도체 제조설비 관련 투자비용의 40%를 세액공제하기로 했으며 유럽은 500억 유로 투자 계획을, 중국은 법인세 면제 계획을 각각 발표했다. 


현재 국내 조세특례법상 대기업의 신성장 원천기술 관련 세액공제는 20% 수준이다. 설비투자 관련 세액공제는 3%에 불과하다. 


이에 홍남기 부총리 겸 기획재정부 장관은 얼마 뒤 열린 경제단체장 간담회에서 “신성장·원천기술 연구개발 세액공제 대상에 메모리반도체 설계, 제조 기술 등을 포함하도록 검토하겠다”고 밝혔다. 


만일 신성장·원천기술 투자 대상에 메모리반도체 설계·제조 기술이 포함되면, 기업은 관련 R&D 투자비용에 매겨지는 소득세·법인세 등 세금을 최대 40%까지 감면받을 수 있는 것이다. 


정부는 이를 통해 시스템 반도체·미래차·바이오헬스등 빅3 산업을 중심으로 기업 투자 확대를 유도해가겠다는 방침이다. 이와 더불어 홍남기 부총리는 “기존 차량용반도체 수급 대책에 이어 추가 과제를 발굴해 집중적으로 추진할 것”이라고 말했다. 


홍 부총리는 “단기간 사업화가 가능한 품목을 4, 5월 중으로 발굴해 소재·부품·장비 사업을 활용해 우선 지원하고, 내년에는 관련 예산을 대폭 증액하는 방안을 추진할 방침”이라고 덧붙였다. 이어 “미래차 전력 소비 확대에 대응하기 위해 SiC·GaN 기반 전력반도체 등에 대한 신규 연구·개발 예산도 지원할 것”이라고 말했다.


정부는 이 밖에 반도체 전문 인력을 양성하고자 기업·정부 공동투자로 기술개발과 석·박사급 전문 인력 양성을 병행하는 프로그램을 운영한다. 


반도체 계약학과 및 특화 전공을 확대하는 한편 핵심 인력 보호 방안도 마련할 예정이다. 공급 부족 사태를 겪고 있는 차량용 반도체는 미래차-반도체 업계 간 협력을 바탕으로 단기 수급 문제에 대응하는 동시에 장기적으로는 관련 기술개발을 강화한다. 


▲미국은 반도체 굴기를 외친 중국을 의식해 빠른 반도체 생산 기반 확보에 나설 것으로 보인다. (출처 : 게티이미지뱅크)


미국, 반도체 생산 정조준하다


미국이 움직이기 시작했다. 조 바이든 미국 대통령은 지난 4월 12일(현지시간) 반도체 칩 부족 사태의 해법을 모색하기 위해 ‘반도체 화상회의’에 참여했다. 


제이크 설리번 백악관 국가안보보좌관이 주재한 화상 회의는 반도체와 자동차 등 19개 글로벌 기업이 참석했다. 이 회의에는 특히 조 바이든 대통령이 잠시 참석했으며, 브라이언 디스 국가경제위원회(NEC) 위원장과 지나 러만도 상무장관이 합석했다. 


업계에서는 반도체 파운드리 선도기업인 TSMC, 삼성전자, IT 기업인 HP, 인텔, 마이크론, 완성차 기업인 포드, GM 등이 참석했다. 


이번 회의는 미국을 비롯한 세계 각국이 반도체 칩 공급난을 겪는 상황에서 해결 방안을 마련하기 위해 기획됐다. 특히 바이든 대통령은 회의에서 반도체 웨이퍼를 들어 보인 뒤 “내가 여기 가진 칩, 이 웨이퍼, 배터리, 광대역, 이 모든 것은 인프라”라고 말했다. 


화상 회의에서 보인 바이든 대통령의 언행은 반도체 생산 기반이 곧 국가의 기초 인프라임을 강조하고 있다는 것으로 해석된다. 더욱이 반도체 굴기를 외치며, 반도체 생산 기반 마련에 주력하고 있는 중국에 보내는 메시지기도 했다. 


이 발언은 바이든 대통령이 지난달 제시한 2조2천500억 달러 규모의 인프라 예산에 대한 의회의 처리를 촉구하는 의미도 담겨 있다. 여기에는 500억 달러의 반도체 제조 및 연구 지원 예산이 포함돼 있다. 


바이든 대통령은 “우리는 어제의 인프라를 수리하는 것이 아니라 오늘의 인프라를 구축할 필요가 있다”며, “이는 미국의 연구와 개발이 다시 훌륭한 엔진이 되도록 할 것”이라고 과감한 투자를 강조했다.


한편, 지난 4월 16일 개최된 조 바이든 미국 대통령과 스가 요시히데 일본 총리의 첫 정상회담에서는 다양한 현안에서 중국을 겨냥한 입장이 발표됐다. 


특히 중국의 반발을 살 수 있는 대만 문제와 관련해 성명에 ‘대만해협의 평화와 안정’을 언급해 1969년 이후 처음 미일 성명에서 대만을 거론함으로써 중국을 향한 공세 수위를 한층 높이기도 했다. 


바이든 대통령은 회견에서 강력한 전략적 경쟁자로 떠오른 중국의 위협을 직간접으로 거론하며 안보 및 체제, 기술 등 전방위 전선에서 동맹인 일본과의 협력을 강조했다. 


미일 양국은 인도태평양의 미래를 보장하기 위해 중국으로부터의 도전과 동중국해, 남중국해는 물론 북한 문제에 대응하는 데 있어 협력하기로 약속했다고 밝혔다. 


이는 인도태평양 지역에서 중국의 영향력 확대와 분쟁 수역인 남중국해 군사기지 건설, 동중국해 진출 강화 등 해양 패권 확대 시도를 겨냥한 것으로 보인다. 


무엇보다 회견과 성명에서는 중국이 급성장하는 기술 분야의 패권 경쟁을 의식한 언급도 이어졌다. 양국 정상은 성명에서 5G, AI, 양자 컴퓨팅, 유전체학, 반도체 공급망과 같은 분야에서 투자를 촉진하고 협력을 확대하기로 했다고 밝혔다. 


미중 경쟁은 안보 분야에서 전통적 힘의 경쟁뿐 아니라 최근에는 미래 산업·기술 패권을 놓고도 두드러지는 양상이다. 미국은 차세대 통신망 경쟁에서 화웨이, ZTE 등 중국 대표 기업을 미 국가안보 위협으로 지목, 제동을 걸었다. 중국군의 무기 개발에 기여한다며 중국 컴퓨터 기관을 제재 대상에 올리기도 했다. 


반도체 생산에 속도 높이는 주요 기업


로이터통신은 일본 르네사스 일렉트로닉스가 자사 공장에서 화재가 발생한 지 약 한 달 만인 4월 17일 반도체 생산을 재개했다고 보도했다. 


르네사스 대변인은 발표 당일 오전 9시부터 공장 시설을 재가동했다면서 애초 예상보다 이틀 앞당겨졌다고 밝혔다. 지난 3월 19일, 새벽 일본 이바라키(茨城)현 히타치나카시에 있는 르네사스 일렉트로닉스 나카 공장에서 불이 나 일부 시설의 생산이 중단됐다. 


르네사스는 이 화재로 기계 23대가 손상을 입었다고 발표했다. 세계 3위 차량용 반도체 제조기업인 르네사스가 화재 사고를 겪으며, 사실상 업계의 반도체 공급 부족 현상은 더욱 심각해지기도 했다. 


생산은 재개됐지만 반도체는 공정이 많아 일반적으로 제조까지는 2~3개월이 소요될 것으로 보인다. 이에 반도체 공급 정상화까지는 3개월 이상 걸릴 가능성도 있다. 


앞서 시바타 히데토시 르네사스 최고경영자(CEO)는 한 달 안에 생산을 재개할 것이라면서도 화재 이전 수준으로 복구하는 데에는 최대 넉달 걸릴 것이라고 밝혔다. 


한편, 전 세계적인 반도체 부족 사태가 이어지는 가운데 TSMC는 올해 설비투자 계획을 300억 달러(약 33조5천억 원)로 상향했다. 


지난 4월 16일 빈과일보 등 대만 언론에 따르면, TSMC는 전날 1분기 기업실적 설명회에서 올해 운영 전망과 함께 설비투자를 역대 최대인 300억 달러로 조정할 것이라고 밝혔다. 


웨이저자(魏哲家) CEO는 올해 반도체 산업이 12% 성장하고 파운드리 업계도 16% 성장할 것으로 내다봤다. 이어 TSMC의 자동차 업계 고객의 차량용 반도체 부족한 현상은 3분기가 되면 대폭 개선될 것이라고 덧붙였다. 


다만 완전한 해결까지는 내후년이 돼야 가능할 것으로 보인다는 예측을 내놨다. 웨이저자 CEO는 5G와 고성능 컴퓨팅(HPC) 및 특수 제조 공정에 대한 요구가 높아져 회사가 앞서 밝힌 설비투자 계획을 250∼280억 달러에서 300억 달러로 높이기로 결정했다고 발표했다. 


또한, 코로나19로 인한 디지털화 가속으로 인한 고객의 수요에 맞춰 향후 3년간 1천억 달러의 투자를 달성하겠다고 밝혔다. 


그는 특히 미국 애리조나 주에 건설하는 TSMC의 반도체 공장과 관련해 향후 시장 수요 및 생산 수율을 고려해 생산 확충계획을 결정할 것이라고 덧붙였다.


TSMC는 올해 1분기 매출이 3천624억1천만 대만달러로 작년 4분기 대비 0.2%, 전년 동기 대비 16.7% 증가했다고 밝혔다. 이어 영업이익은 작년 동기 대비 17.1%가 늘어난 1천505억3천8백만 대만달러며, 순이익은 작년 동기 대비 19.4% 늘어난 1천396억9천만 대만달러라고 발표했다. 


황런자오(黃仁昭) TSMC CFO는 2분기 매출액은 2.17%가 늘어난 129~132억 달러, 영업이익률은 38.5~40.5%에 이를 것으로 내다봤다. 

/서재창 기자(prmoed@hellot.net)

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