https://pc.watch.impress.co.jp/docs/column/semicon/1321049.html

반도체는 여러 과정을 거쳐서 만들어진다. 맨 처음 설계가 있다. 설계는 기술자만 있으면 된다. 하지만 기술자가 차지하는 인건비는 절대 싸지 않다. 고등 교육을 받은 인력을 그리 비싸지 않은 인건비로 고용할 수 있는 곳에 설계 거점이 위치한다.

완성된 설계를 바탕으로 반도체를 제조한다. 제조는 전 공정(웨이퍼 가공)과 후 공정(패키징/테스트)으로 나뉜다. 전 공정과 후 공정은 같은 곳에 있어도 되고 그렇지 않아도 된다. 또 설계 장소와 전 공정이 반드시 같은 곳에 있을 필요는 없다. 대부분 반도체 공장이라고 하면 전 공정 시설을 가리킨다.

전 공정은 전력과 물이 안정적으로 공급되어야 하고 어느 정도 교육을 받은 인력을 고용할 수 있어야 하며, 고속도로나 공항과 접근성이 확보되고, 또 공장 부지를 더 늘릴 수 있어야 한다. 제조 비용에 포함되는 인건비의 비중이 작기 때문에 종업원 1인당 인건비는 문제가 되지 않는 경우가 많다. 후 공정의 요구 조건도 비슷하지만, 제조원가에서 차지하는 인건비 비중이 전 공정에 비하면 크기 때문에 직원을 낮은 급여로 고용할 수 있는 곳이 선호된다.

이렇게 세 단계를 거쳐 반도체를 만들면 유통 업체에 넘어간다. 반도체 제조사가 반도체 수요자와 직접 접촉하는 경우는 거의 없다. 구매 수량이 엄청나게 큰 대형 기업은 제외하고...

구매 수량이 엄청난 대표적인 큰손 기업은 대형 스마트폰 업체와 대형 PC 업체가 있다. 스마트폰은 애플, 삼성전자, 화웨이, 샤오미 등이 있고 PC 업체는 레노버(중국), HP(미국), 애플(미국), 에이서(대만), 에이수스(대만) 등이 있다. 이들 대형 기업들은 반도체 제조사와 계약 협상에 따라 구매 수량과 구매 가격, 납품일을 정한다. 계약 기간은 1분기(3개월) 단위가 많다. 바꿔 말하면, 분기마다 계약 내용을 재검토한다. 이렇게 해서 정해진 가격은 '계약 가격', '대규모 수요자 가격', '대규모 계약 가격' 등으로 불린다.

대부분의 중소 규모 수요자들은 유통사를 통해 반도체를 조달한다. 당연히 대형 업체들보다 비싸게 구매한다. 또 짧은 기간 동안 가격이 크게 바뀌기도 한다. 이를 현물 가격이라고 한다. 반도체 공급이 부족하면 수요가 몰리면서 실제 수요보다 가수요가 늘어난다. 그래서 가격이 폭등한다. 메모리의 경우 이런 가격 폭등과 폭락이 반복됐다.

반도체 회사들은 이런 경험 때문에 수요가 몰린다고 해서 바로 증산하지 않는다. 또 자체 생산 라인과 외부 업체 제조를 모두 활용해 수요 변동에 대처한다. 실제 수요가 공급보다 아주 높다고 판단해야 생산 규모를 늘리고, 반도체 업체들이 투자해도 수급 균형이 맞춰졌다고 판단하면 구매자 쪽에서는 구매를 중단한다.

최근 미국과 유럽에서 반도체 공장을 새로 건설하고 있다. 그 이유 중 일부는 반도체 공급 부족이지만, 가장 큰 목적은 그게 아니다. 반도체 생산의 전 공정이 아시아 지역에 집중되면서 생기는 지정학적 위험을 해소하기 위해, 아시아 외에 다른 지역에서 전 공정 생산 라인을 만들려는 것이다.



동아시아와 중국에 반도체 전 공정의 약 75%가 집중되어 있다.
특히 10나노 이하의 로직 제조 공정은 현재 대만과 한국에만 있다.

세계 반도체 전 공정의 지역별 생산 능력 비중

메모리 생산
미국 5%
중국 14%
대만 11%
한국 44%
일본 20%
기타 4%
반도체 전체에서 33%

로직(비메모리 생산)
10나노보다 미세 공정
대만 92%
한국 8%
반도체 전체에서 2%

10~22나노 공정
미국 43%
중국 3%
대만 28%
한국 5%
유럽 12%
기타 9%
반도체 전체에서 8%

28~45나노 공정
미국 6%
중국 19%
대만 47%
한국 6%
일본 5%
유럽 4%
기타 13%
반도체 전체에서 9%

45나노보다 굵은 공정
미국 9%
중국 23%
대만 31%
한국 10%
일본 13%
유럽 6%
기타 7%
반도체 전체에서 22%

DAO(수동소자, 아날로그, 광전자 및 센서 반도체)
미국 19%
중국 17%
한국 5%
일본 27%
유럽 22%
기타 7%
반도체 전체에서 26%

반도체 생산 부문 합계
미국 13%
중국 16%
대만 20%
한국 19%
일본 17%
유럽 8%
기타 7%
전체 100%

기타 지역은 이스라엘과 싱가포르 및 나머지 지역을 포함한다.


미국과 유럽이 자국에 반도체 생산 시설을 만들려는 움직임이 활발해지는 이유에는 분명 반도체 공급 부족 사태도 한몫했다. 하지만 공장 신설의 주목적은 공급 부족 해소에 있지 않다. 반도체 전 공정 라인이 아시아 지역에 집중된 것에 따른 지정학적 리스크, 안보 리스크의 고조가 아시아 이외 지역에서 반도체 전 공정 라인의 신설을 재촉하고 있다.

미국 반도체 산업 협회가 2021년 4월에 발표한 Strengthening the Global Semiconductor Supply Chain in an Uncertain Era(불확실한 시대에 놓인 세계 반도체 공급망의 강화)라는 보고서에 따르면 2019년에 국가/지역별 전 공정 생산 능력은 대만이 20%, 한국이 19%, 일본이 17%, 중국이 16%였다. 극동 아시아만 72%라는 소리다. 미국은 13%, 유럽 8%, 기타(싱가포르, 이스라엘)는 7%다.

아시아에 반도체 생산 공장이 집중되면서 이 지역에 문제가 생겼을 때 위험 부담이 커진다. 가장 최근의 사례는 미국과 중국의 무역 분쟁이다. 대만과 일본은 지진의 위험 부담이 있고 한국은 한반도 전쟁이라는 문제가 있다. 여기에 중국이 본격적으로 패권 전쟁에 뛰어들었고 반도체 굴기를 외치며 중국 중앙정부와 지방정부는 반도체 산업 육성과 반도체 제조기술 강화를 적극적으로 지원하고 있다.



전 세계 지역별 반도체 생산 능력의 연도별 비중(%)

Others(기타)
이스라엘, 싱가포르 및 기타 국가를 포함한다.


미국 반도체 협회는 2030년에 이런 문제가 더욱 커질 테니, 정책적으로 나서서 해결할 필요가 있다고 2019년부터 주장했다. 미국에 반도체 전 공정을 담당하는 생산 라인을 만들어야 하며, 여기에 연방 정부가 지원해야 한다는 것이다. 만약 아무런 대비가 없다면 미국의 점유율은 2010년 13%에서 2030년 10%로 줄어들고, 중국은 11%에서 24%로 늘어나, 대만의 21%를 넘어서게 될 거라 경고했다.

이에 부응하여 미국 의회에서, 민주 공화 양당의 초당파 의원 그룹이 미국의 반도체 제조 관련 연구 개발과 반도체 생산 능력 강화를 지원하는 다수의 법안(CHIPS Act)을 2020년에 제정했다.

이런 요구에 맞춰서 조 바이든 행정부는 반도체 생산 확대와 연구 개발 강화에 나섰다. 연방 정부는 반도체 생산과 연구 개발 지원을 위해 2021년 3월 31일(미국 시간) 발표한 'FACT SHEET: The American Jobs Plan'을 통해서 반도체의 생산과 연구개발을 지원하기 위한 예산으로 미국 의회에 500억 달러(약 55조 원)의 예산을 요청했다.



매우 중요한 제품의 제조업 공급망을 강화한다.
바이든 대통령은 오늘날 당면 과제를 해결하고 내일의 기회를 잡는데 필요한 기술과 상품을 국내에서 제조해야 한다는 믿음을 가지고 있다.
바이든 대통령은 국내 생산 능력을 끌어올리고 중요 제품의 생산을 지원하는데 필요한 500억 달러의 예산을 의회에 요청하며 상무부에 관련 예산 집행을 위한 새로운 조직을 신설할 것을 명령한다.
대통령은 또한 초당적으로 만들어진 법안인 CHIPS Act에서 명시한 대로 반도체 제조 및 연구에 500억 달러를 투입할 수 있도록 의회의 도움을 촉구한다.


또 인텔은 미국과 유럽의 반도체 전 공정 생산 라인을 활용해 실리콘 파운드리 사업을 본격적으로 시작한다고 2021년 3월 23일(미국 시간) 발표했다. 애리조나주에 200억 달러를 들여 전 공정 라인을 2개 세우고, 파운드리 사업을 별도의 그룹으로 분리해 운용한다.

인텔의 이런 움직임은 미국과 유럽에서 반도체 생산 능력(전 공정 라인의 처리 능력)을 확보하겠다는 방침에 맞춘 것이다. 미국 정부와 미국 기업의 협력을 통해 반도체 생산 라인을 확보한다면 지금까지 동아시아에 집중됐던 반도체 제조업에 지각변동이 올 것으로 예상된다.

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한국도 반도체 산업 경쟁력을 갖기 위해 국가 차원에서 밀어줘야 하는데
도대체 뭐 하고 있는지 궁금하다.
언제까지 삼성 때려잡기에 몰두할 것인가?