헬로티 서재창 기자 |

 

 

 

우리나라는 메모리 반도체 1, 2위를 보유한 메모리 반도체 강국이다. 반면, 세계 시장에서 볼 때 반도체 생산에서 두 배 이상의 높은 점유율을 차지하는 것은 비메모리 반도체, 즉 시스템 반도체다. 자동차, 로봇, 가전 등 시스템 반도체 시장이 확대되는 가운데, 시장 확보를 위한 발 빠른 움직임이 필요한 때다. 

무게감 늘어나는 시스템 반도체

 

지난 2021년 10월, 반도체 수출액은 전년 동월 대비 28.8% 증가한 111.7억 달러로, 16개월 연속 증가, 6개월 연속 월 수출액 100억 달러 상회 등 10월 누계 연간 실적이 1000억 달러를 돌파했다. 

 

수출 호조 원인은 D램 고정가격이 전 분기에 비해 소폭 하락했으나 신규 스마트폰 출시로 인한 계절적 성수기를 맞아 모바일 수요가 증가하는 가운데, 파운드리 업계도 가격 인상을 검토하는 등 업황 호조세로 접어들었다. 특히 5G, IoT, AI와 관련된 자동차, 가전, 통신 장비의 수요 증가로 시스템 반도체 수출은 큰 폭으로 증가했다. 

 

구분	20년 9월	20년 12월	21년 3월	21년 6월	21년 9월	총합
반도체 전체	9504	9462	9506	11169	12181	100
메모리 반도체	6187	5993	6120	7545	7953	65.3
시스템 반도체	2847	2990	2900	3135	3749	30.8
광개별소자	470	479	486	479	478	3.9

▲표1 – 월별 반도체 품목별 수출액 (출처 : 무역협회, MTI 831 기준) (단위 : 백만 달러)

 

구분	20년 9월	20년 12월	21년 3월	21년 6월	21년 9월	총합
반도체 전체	4475	4552	4662	4798	5456	100
메모리 반도체	1667	1693	1475	1649	1945	35.7
시스템 반도체	2173	2229	2493	2507	2748	50.4
광개별소자	634	630	695	642	762	14

▲표2 – 월별 반도체 품목별 수입액 (출처 : 무역협회, MTI 831 기준) (단위 : 백만 달러)

 

표1을 살펴보면, 국내 반도체 생산량은 지난해 9월 이후로 꾸준한 성장세를 보였다. 반도체 분야 전체 수출은 메모리 반도체, 시스템 반도체, 광개별소자로 구성되는데, 시스템 반도체는 타 분야에 비해 큰 폭으로 성장했다.

 

반면, 표2에 나타난 수입액을 보면, 수출과는 반대로 시스템 반도체 점유율이 절반 이상을 차지한다. 전 세계적인 차량용 반도체 수급난에 비춰볼 때 정부는 수입에 의존하는 시스템 반도체 생산 구조를 변화시킬 계획이다. 

 

차량용 반도체 수급난은 지난해부터 전 세계가 골머리를 알아온 숙제였다. 국내에서만 봐도, 차량용 반도체 부족으로 지난 10월 말까지 누적된 완성차 생산 차질은 약 12만 대에 이른다. 무엇보다 우려되는 점은 시스템 반도체 중에서도 차량용 반도체의 해외 의존율이 무려 98%에 육박한다는 사실이다. 

 

한편, 산업통상자원부의 ‘2021년 10월 자동차 산업 동향’에 따르면, 지난 9월 자동차 생산 대수는 전년 대비 21.6% 감소한 26만3723대로 조사됐다. 현대자동차를 비롯해 한국GM, 르노 삼성 등 대부분의 완성차 기업이 올해 내내 차량 생산 중단과 재개를 거듭했다.

 

업체별로 보면, 같은 기간 현대와 기아는 각각 11.1%, 25.9% 줄어든 13만9598대, 9만9188대를 생산했다. 한국GM과 쌍용은 5199대, 4833대로 각각 82.8%, 53% 감소했다. 르노삼성만 201.6% 늘어난 1만4014대를 생산하며 유일한 증가세를 보였다. 

 

시스템 반도체 자립화, 이제 시작이다

 

자동차 산업은 차량용 반도체 생산 부족으로 인해 큰 폭의 매출액 감소를 겪고 있다. 차량용 반도체 부족의 장기화가 예상되는 가운데, 정부에서는 이를 타개하기 위한 방안 마련에 나서고 있다. 정부는 차량용 반도체 자립을 위한 연구개발에 957억 원을 투입할 계획이다. 

 

정부는 지난 11월 열린 제16차 혁신성장 BIG3 추진회의에서 내년부터 전기차와 수소차, 자율주행차 등 특수목적용 차량에 대한 반도체와 전기차용 배터리 제어 SoC 등 신규 R&D에 착수하겠다고 밝혔다. 내년부터 2024년까지 250억 원을 투입해 차량용 반도체 성능평가 인증지원 사업도 병행한다.

 

이는 반도체 수요·공급 회사 간 진입장벽을 최소화하고 공급망을 조기 구축한다는 방침에 기인한다. 충청남도는 차량용 반도체 수요기업인 전장 기업이 밀집한 지역이다. 이에 충청남도는 민간과 함께 충남 아산 지역에 차량용 반도체 R&D·신뢰성 지원센터를 구축할 계획이라고 밝혔다. 

 

삼성전자는 메모리 반도체를 넘어 시스템 반도체 분야에서도 선두에 나서겠다는 포부를 밝혔다. 삼성전자는 시스템 반도체 개발을 위해 ‘시스템 반도체 비전 2030’을 내걸고 2030년까지 171조 원을 투자하겠다고 밝혔다. 삼성전자는 지난 10월 삼성 파운드리 포럼에서 GAA 기술 기반 3나노 및 2나노 공정 양산 계획과 17나노 신공정 개발 등을 발표했다. 

 

SK하이닉스도 시스템 반도체 개발 및 생산에 본격적으로 뛰어들었다. SK하이닉스는 SK텔레콤과 함께 데이터센터용 AI반도체 ‘사피온 X220’을 공개하며 AI 반도체 사업을 예고했다. 이뿐 아니라 지난 10월에는 시스템 반도체를 위탁생산하는 키파운드리를 약 5800억 원에 인수하며 파운드리 생산 능력을 향상시켰다. 

 

자동차 기업과 반도체 기업의 연대

 

최근 글로벌 완성차 기업들이 원활한 차량용 반도체 수급을 위해 반도체 생산 기업과 손을 잡고 있다. 포드는 글로벌파운드리와 손잡고 반도체 사업에 직접 뛰어들었다. 지난 11월, 포드는 포드는 차량용 반도체 공급 확대를 위한 전략적 제휴에 합의했다고 밝혔다. 

 

포드는 향후 양사가 미국 내에서 반도체를 공동 생산할 가능성이 있다고 설명했다. 양사는 포드 자동차에 특화된 새로운 반도체를 설계하고, 미국 내 반도체 생산량과 자동차 업계 전반에 대한 반도체 공급량을 각각 늘리기로 했다. 만약 포드를 위해 설계한 자체 반도체가 만들어지면, 자율주행 기능, 전기차 배터리 시스템과 같은 최첨단 성능이 향상될 것으로 보인다. 

 

제너럴모터스(GM)도 퀄컴, NXP 등의 기업과 협력 관계를 구축하며 칩을 공동 개발하고 제조하기로 했다고 밝혔다. 마크 로이스 GM 사장은 “GM이 생산하는 차량이 점차 기술적으로 발전해 향후 몇 년간 반도체 수요가 2배 이상 증가할 것”이라고 밝혔다.

 

한편, 반도체 기업도 차량용 반도체 사업 확대에 적극 나서고 있다. 인텔은 유럽에 자동차용 반도체 생산시설을 더 지을 계획이라고 밝혔고, 퀄컴은 연 10억 달러 규모인 자동차 영업을 10년 뒤 100억 달러 규모로 확대하겠다고 선언했다.

 

퀄컴은 독일 BMW와 차세대 자율주행차를 위한 반도체 공급 계약을 맺었다. 특히 퀄컴은 지난 11월 뉴욕에서 열린 투자자 설명회에서 오는 2023년 출시되는 아이폰에 대한 통신칩 공급 비율이 20%로 줄어들 전망이라고 밝혔다. 나아가 아카시 팔키왈라 퀄컴 최고재무책임자(CFO)는 애플 기기에 대한 퀄컴의 반도체 공급 비율은 2024년 한 자릿수대 초반까지 급감할 것으로 예상된다고 밝혔다.