반도체 산업 탐구: 우주의 기운을 모으는 파운드리 2/4

2. 자동차 반도체 부족, 결국은 자체 개발이 답이다

 

자동차 업계가 반도체 공급 부족으로 인해 연일 생산 차질에 시달리고 있다. 지난 8월 시장조사기관 IHS는 반도체 공급부족으로 인한 올해 생산 감소 물량이 630~710만 대 에 이를 것이라고 전망했다. 글로벌 자동차 회사의 CEO들도 9월 초 뮌헨에서 열린 ‘IAA 모빌리티 2021’에서 이런 상황이 2024년까지 지속될 것이라고 내다봤다.

 

반도체 공급 부족이 유독 자동차 업계에 심한 이유는 복합적이다.

 

1) 우선 코로나19 발병 초기 자동차 수요 감소를 우려해 파운드리 생산 할당을 줄였지만, 실제로는 오히려 수요가 늘어나면서 중고차 가격까지 급등했다.

2) 파운드리 업체 입장에서는 단가나 마진이 좋은 IT 기기용 반도체를 우선적으로 생산하는 것이 유리해 자동차 업계의 물량 증대 요구를 다 받아줄 수가 없다.

3) 자동차용 반도체는 신뢰성과 안전을 최우선적으로 고려하다 보니 상대적으로 기술 진화 속도가 매우 느려 여전히 6인치, 8인치 웨이퍼 상에 130나노급 이상의 공정을 활용하는데, 지난 10여 년 간 이러한 레거시(Legacy) 공정 에 대한 증설은 전무해 지금도 캐파 증설 가능성은 제로에 가깝다.

 

 

전세계 자동차용 반도체 시장 규모는 2020년 기준 350억 달러로 생각보다 크지 않다. 전세계 반도체 시장 규모가 4,730억 달러 정도이니 8%도 되지 않는다. 자동차 반도체 업계 상위 5개 회사가 전체 시장의 약 절반을 차지하고 있다.

 

과점이라고 보긴 어려우나, 꽤 많은 비중을 담당하고 있다. 이 중 자동차에서 가장 많이 쓰이는 MCU만을 기준으로 보면, 이 시장 규모는 173억 달러이며, 르네사스, NXP, 인피니언, STMicro 등 상위 4개사가 차지하는 비중은 63%에 달한다.

 

 

결과적으로, 자동차 반도체 시장은 규모가 크지 않아 이 업계의 전통적인 강자들이 시장을 꽉 쥐고 있다고 볼 수 있다. 실제 올해 2월 텍사스 한파로 인해 NXP, 인피니언 공장이 가동을 중단하고, 3월 르네사스 공장이 화재로 인해 생산을 중단하자 전체 자동차 생산에 큰 차질이 빚어진 것을 알 수 있다.

 

 

자동차 반도체 업계의 또 다른 문제는 구식 기술을 오랫동안 그대로 사용하고 있다는 점이다.

 

NXP는 전 생산라인이 모두 8인치 웨이퍼에 130나노 이상급이고, 인피니언은 일부 12인치 웨이퍼 라인을 보유하고 있지만 97%가 130나노 이상에서 생산된다는 점을 감안하면 8인치 라인이 절대적이라고 볼 수 있다. 르네사스는 일부 Logic 칩과 메모 리도 생산하고 있어 12인치 웨이퍼 라인 비중이 16%에 이르지만, MCU 등 대부분의 자동차 반도체는 8인치 라인에서 생산되고 있다.

 

추정컨대, 이들은 65나노 미만의 12인치 웨이퍼를 사용한 생산은 TSMC 등 파운드리 기업에 맡기고 있을 것이다.

 

 

또다른 문제는 코로나19 시대를 기점으로 자동차 업계가 빠른 속도로 전기차로 전환하고 있다는 점이다.

 

시장조사기관 SA에 따르면, 차량 1대당 소요되는 반도체 비용은 내연기관 434달러에서 전기차 834달러로 무려 90% 이상 증가한다고 한다. 포드 회장이 “소형차인 포드 포커스의 경우 300개 가량 반도체 칩을 쓰고 있는데, 전기차는 최대 3,000개를 써야 한다”고 언급한 것을 보면 틀린 얘기는 아닌 것 같다.

 

이 중 가장 크게 증가하는 부분이 전력용 반도체인데, 이 반도체는 SiC(실리콘 카바이드)와 같은 새로운 웨이퍼 소재를 쓰는 경우가 많아지고 있어 기존 반도체 라인의 전환 투자가 필요한 상황이다. 즉, 현재의 자동차 반도체 산업 구조가 빠르게 전환되지 않으면 공급 부족 사태는 장기화될 가능성이 높다는 것이다.

 

 

중장기적으로 자동차 반도체는 각 자동차 OEM들이 자체 개발하는 형태로 전환될 것 으로 판단한다. 반도체 공급 부족 사태를 겪으면서 중요성을 인식했고, 전기차화로의 가속화를 감안하면 각 브랜드별 경쟁력을 높이기 위해서는 기성 반도체를 쓰지 않고 특화 된 반도체를 쓰는 것이 중요해졌다.

 

이미 테슬라가 그 본보기를 보여주고 있는 셈이다. 테슬라도 반도체 공급 부족 탓에 차량 생산에 영향을 받고 있다고 하지만, 현재까지의 판매량만 보면 기존 예상치에 부합한다. 다른 자동차 OEM에 비해 이 난관을 가장 잘 극복하고 있는데, 이는 몇 년 앞서 자체 반도체 개발에 집중해 왔고, 테슬라가 개발한 반도체에는 수십 개의 MCU를 통합한 형태여서 반도체 숫자를 줄였기 때문이다.

 

자동차 OEM들은 지금부터라도 자체 반도체 개발에 나서야 하고, 이런 산업 구조로 전환 시 가장 타격을 입을 곳은 기성 자동차 반도체 기업이다. 낡은 반도체 공정 기술로 오랫동안 버텨왔으나, 자동차 OEM들이 의존도를 줄이면 줄일수록 그 수요는 크게 감소할 것이다. 반대로, 자체 반도체 개발로 인해 가장 큰 수혜를 입을 곳은 파운드리와 후공정 기업들이 될 것이다.

 

 

출처: 한화투자증권, Infenion, 르네사스, NXP, Omdia, 언론보도

 

뜨리스땅

 

 

 

https://tristanchoi.tistory.com/214

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