반도체 산업 탐구: 반도체 전쟁, 2022

반도체 공급 부족 이슈가 지속됨에 따라 미국 정부는 글로벌 주요 반도체 업체들에게 미국에 투자하길 종용하고 있고, TSMC와 삼성전자도 미국에 투자할 것을 공식화했다. 미국과 중국이 자국에 반도체 라인 건설을 독려하는 과정에서 반도체 공급 부족이 어떤 부문에 일어나고 있고, 왜 발생하게 되었는지, 반도체 업체들은 왜 미국에 투자하길 주저하는지 살펴볼 필요가 있다.

 

반도체 시장을 주요 Application 별로 구분해 보면 2019년 글로벌 전체 반도체 매출액 $412B중 스마트폰과 ICT 인프라 관련 비중이 각각 26%, 24%로 가장 많고 그 다음 이 PC 시장(19%)이었으며, 반도체 제품별로 나누어 보면 Logic > DAO(Discrete, analog and optoelectronics and sensors) > Memory가 순서대로 차지했다. 2021년 현재 글로벌 반도체 품귀 현상을 나타내고 있는 분야는 Memory 보다는 non Memory 분야인 Logic과 DAO 일부 제품이다.

 

 

Logic 반도체는 대체로 미국 업체들이 강세를 나타내고 있다. 애플, Qualcomm, 인텔, AMD, NVIDIA 등 우리가 많이 들어본 업체들이 CPU, GPU, AP 등을 설계하고 자체 적으로 제조하거나, 외주업체에 가공을 맡기고 있다. 다만 생산을 하거나, 소비를 하는 지역을 구분해보면 중국의 강세가 만만하지 않다.

 

BCG의 조사에 따르면 본사가 어느 국가에 있는지를 기준으로 반도체 업체들의 매출액 비중을 구분해 본 결과 미국이 33% 가장 많았지만, 생산지 기준으로 가장 많은 비중을 차지하는 국가는 중국(35%)이었다. 소비 지역을 기준으로 살펴보면 미국이 25%, 중국이 24%로 유사했다. 이러한 불균형이 각국이 반도체 자급제를 추진하는 이유이다.

 

 

반도체 선단 공정에 따른 2019년 기준 Capa 비중을 살펴보면 10nm 미만은 2%에 불과하고 10~22nm가 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 물론 2021년에는 TSMC 및 삼성 전자가 선단 공정에 대한 투자를 확대했기에 10nm 비중이 확대되었을 것인데 문제는 40nm 미만의 Legacy product 생산에 필요한 공정 비중이 45%를 상회한다는 것이다.

 

 

Logic 반도체는 35% 이상이 22nm 보다 작은 상위 선단 공정에서 생산이 되는데 이를 생산하는 업체들의 Capex to Revenue ratio를 보면 TSMC와 삼성전자의 투자에 집중되어 있고, UMC, SMIC 등 나머지 업체들의 투자는 평균을 하회해 왔다는 것이다. 즉 Legacy node 생산을 위한 Capa 투자는 과거부터 미흡했고, 2020년 Covid 19 사태를 겪으면서 증가한 수요에 대응하기에는 너무 시간이 촉박하다는 것이다. 통상적으 로 신규 라인을 건설하기 위해서는 2년 이상의 시간이 필요하고, Legacy node를 생산하는 업체들은 TSMC와 삼성전자에 비해 재무구조가 약하기 때문이다.

 

 

미국은 이러한 현상을 제어하고 싶어하고 중국의 추격을 최대한 저지하기 위해 자국에서 반도체 생산라인을 더 건설하고 싶어한다. 미국은 반도체 자급제를 위해 2021년 6 월 반도체 생산 촉진법(Chips for America Act)을 통해 반도체 제조 산업에 $52B를 지원하는 법안을 추진하고 있다. 그런데 문제는 미국에서 반도체 라인을 건설하는 비용이 다른 지역에서 건설하는 것보다 훨씬 비싸다는 데 있다.

 

미국에서 Logic 라인을 건설하는 TCO(Total Cost Ownership)를 100이라고 했을 때 중국에서 건설할 때는 63, 아시아 지역에서 건설할 때는 78 정도가 소요된다고 한다. 즉 중국보다 미국에서 Logic 라인을 건설하면 59% 더 높은 비용을 지불해야 하는 것이다.

 

 

TSMC는 미국 애리조나에 공장을 건설하고 2024년부터 5nm 공정 양산(Capex $12B, 월 20K, 스마트폰용 AP)을 시작할 것으로 밝혔지만 규모가 크기 않고, 삼성전자가 미국 공장 투자 결정(Capex $17B, 텍사스주 테일러시, 1H22 착공/2H24 양산) 에 시간이 오래 걸린 이유는 아마도 이것 때문이라고 추정한다. 이 역시 Cost 증가 요인으로 연결될 것이다.

 

 

 

출처: 이베스트투자증권, IHS, SEMI, BCG, Counterpoint, Gartner, SIA WSTS, IDC

 

뜨리스땅

 

 

 

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