뉴스PRESSO☕반도체를 지배하고 싶은 미국 [5월 24일]

반도체를 지배하고 싶은 미국
쉽지 않은 목표
오늘의 뉴스레터 구성☕

  1. 반도체를 지배하고 싶은 미국
  2. 글로벌 관점에서 본 반도체 산업
  3. 아리조나에 반도체 공장을 건설하고 싶다고요?
  4. 미국 반도체 산업의 미래모습은?

1. 반도체를 지배하고 싶은 미국💪
현재 Nvidia에 이어 시가총액(M Cap) 2위의 미국 반도체 회사인 Intel은 AMD에게 뺏기던 시장점유율을 막고 1위 자리를 탈환하기 위해 노력하고 있습니다. 이러한 노력에는 Intel의 미국내 반도체 생산이라는 미래가 포함됩니다.

최근 인텔은 뉴멕시코 공장을 업그레이드하기 위해 35억 달러를 투자할 것이라고 발표하였으며, 애리조나에 새로운 공장 두 곳을 건설하기로 하며 추가 200억달러의 투자를 발표하였습니다. 또한 현재 반도체산업에서 논란의 중심인 파운드리 시장에 Intel Foundry Service(
IFS)라는 자회사 설립할 예정이에요.

미국 정부의 반도체 산업에 대한 보조금 지원책은 확정되지 않았으나, 인텔은 벌써부터 공격적인 투자 계획을 발표하며 다시 한번 업계의 리더로 도약하는 야망을 보여주고 있는 상황이죠. 참고로 최근 백악관이 발표한 (
미확정)지원금액은 약 500억 달러로 미국내 반도체 생산시설 및 R&D에 대한 투자로 사용될 예정입니다. 또한, 남부 지역의 주정부들도 본격적으로 반도체 공장 유치를 위해 각종 공격적인 인센티브를 지원하고 있는 상황입니다.

백악관이 반도체산업을 콕 찍어 지원하게 된 이유는 더욱 발전하는 전자기기 세상에서 이제는 반도체가 곧 산업의 쌀이기 때문이죠. 또한, 팬데믹 속에서 발생한 전 세계적인 반도체 대란이 미국 기업들의 경쟁력에 얼마나 큰 영향을 끼치는지 보고, 미국에서 반도체 생산시설을 확보하는 것이 얼마나 중요한지 다시 한번 실감하게 되었습니다.

Nikkei Asia
반도체 대란은 특히 자동차 산업에서 큰 영향을 미쳤는데, 그 일련의 과정을 정리해서 보자면:
  1. 코로나19로 인한 신차 판매 하락 → 재고 조절을 위해 차량용 반도체 주문 감소
  2. 생각보다 빠른 경기 & 신차판매 회복으로 차량용 반도체 생산을 주문했지만, 이미 파운드리들이 다른 주문으로 대체하며 생산일정이 뒤로 밀림
  3. 100%에 가까운 가동률로 생산하더라도 반도체가 부족한 상황에서 천재지변(택사스 한파, 대만 가뭄/절전, 일본 화재 등)으로 가동을 중단하게 됨
  4. 수급이 어려운 상황속에서 반도체 수요가 지속적으로 증가하며 전 세계적인 반도체 부족현상이 발생함. (자동차회사 Ford부터 Nvidia까지 다양한 산업에 영향을 주고 있음. ㄷㄷ…)

2. 글로벌 관점에서 본 반도체 산업🌐
90년대에 일본이 잠시 세계 반도체 패권을 가지고 있던 것을 제외하면, 미국이 세계 최초의 컴퓨터인 애니악을 만들었던 순간부터 현재까지 반도체 최대 판매 국가로 군림하고 있습니다. (미국 기업들은 전 세계 반도체 판매 4400억달러의 55%를 책임지고 있음.) 하지만, 다른 국가들(특히 대만, 한국)이 대부분의 반도체 생산시설을 보유하게 되면서, 아이러니하게도 미국은 패권국임에도 오히려 다른 나라들의 반도체 생산에 의존하게 되었죠.

1990년대 미국의 반도체 생산점유율을 37%였지만, 최근에는 ~13%까지 하락했습니다. 그 이유에는 글로벌화, 기업의 통폐합, 비용절감 등이 있는데요. 이 중 가장 중요한 이유를 자본의 효율화로 꼽을 수 있겠습니다. 미국에는 막대한 투자금이 필요한 공장을 건설하여 운영하는 것 보다, 적은 자본으로 반도체 설계를 전문적으로 하는 Qualcomm, Nvidia, AMD와 같은 팹리스(Fabless) 비즈니스모델로 기업들의 트랜드가 바뀌게 된 것이죠.

이러한 현상으로 반도체 생산을 전문적으로 생산하는 파운드리 기업들이 생겨나고, 팹리스-파운드리 관계가 함께 성공적으로 성장하게 된 것입니다. (
각 기업들이 선택과 집중을 한 것임.) 참고로, 글로벌 파운드리 시장점유율을 보면 2020년 기준 대만의 점유율은 65%로, 대만이 글로벌 파운드리 반도체 공장이라고 할 수 있을 정도로 우월한 시장점유율을 꿰차고 있습니다.

이런 막강한 영향력으로 대만의 TSMC는 Apple, AMD, Qualcomm과 같이 유명한 기업들의 반도체 생산을 맡고 있으며, 2019년 기준으로 499 고객으로부터 272개의 기술을 사용하여 총 10,761개의 다양한 반도체 제품을 생산했습니다.

반도체의 기술은 트랜지스터가 작을수록, 즉 반도체 직접도/회로가 미세할수록 최첨단 공정에 속하는데요. 회로가 미세해질수록 동일한 면적에 들어갈 트랜지스터를 늘릴 수 있으며, 발열과 전력소비가 감소하여 더 효율적인 반도체를 만들 수 있기 때문입니다.

현재 5nm급 파운드리 시장은 TSMC와 삼성이 양분한다고 말하지만, 사실 TSMC가 83%의 압도적인 시장점유율을 보이고 있습니다. 이렇듯 대만의 최첨단 반도체 기술을 탐내는 나라가 있으니, 그것은 바로 중국입니다. 중국은 자체적인 반도체 산업을 키우기 위해 지난 10년간 부단히 노력하고 있지만 아직까지 의미 있는 결과를 보여주지 못하고 있습니다. 

이런 경쟁구도에서 Intel은 작년 7월에 또다시 7nm급 CPU 양산을 연기한다고 발표했습니다. 수치만 놓고 비교하면 인텔의 기술이 삼성과 TSMC에 한참 밀리는 것처럼 보이지만, 사실 인텔의 반도체 디자인룰(design rule)이 훨씬 높기에 타사의 5nm급과 비슷한 수준으로 볼 수 있다고, 반도체 장비 공급업체인 ASML의 부사장이 언급했었죠.

3. 아리조나에 반도체 공장을 건설하고 싶다고요?🏭
바이든 대통령과 미 정부의 적극적인 지원에 아리조나주에는 새로운 반도체 열풍이 불고 있습니다. 하지만 최첨단 공정의 반도체 공장을 짓는데 여러가지 제약이 있으며 그 중 가장 큰 제약은 (역시나) 시간입니다. 

보통 공장 설립 및 착공인가에 많은 시간이 소요되지만, 지금은 백악관과 정부의 적극적인 유치 및 지원 정책으로 행정적인 준비 시간은 단축될 것으로 기대됩니다. 반도체 공장을 짓기 위해서는 넓은 부지, 상하수도 시설, 원활한 전력공급 등 수많은 인프라 조건이 요구되며, 건물자체를 짓는데만 1년 이상이 걸립니다. 하지만 여기까진 그나마 상대적으로 단순한(
?) 작업이에요.

반도체 장비업체 중 최고의 주가를 올리는 ASML
에 따르면, 최신반도체 공정에 사용되는 EUV 장비의 주문대기 시간은 현재 약 2년이에요. (EUV 장비 1대를 이송하는데 747 화물기 3대가 필요할 정도로 거대하며, 가격은 최소 1.5억달러(1700억원)에 달함…ㄷㄷ) 설치도 약 6~8개월 정도 걸리며 생산을 위한 안정화 기간도 최소 3개월이 걸립니다.

작년 11월에 아리조나주에 가장 먼저 투자를 결정한 TSMC의 공장도 2024년에 가동될 예정이며, 최근 투자를 발표한 인텔의 공장도 2023년 이후 가동될 예정입니다. 공장 설립 발표 시점부터 가동까지 최소 3년이 걸리는 상황이죠. (
과연 3년 뒤에도 초과수요 상태가 유지될지…) 인텔의 발표 이후, TSMC는 추가로 최대 5개의 공장, 최대 110조원을 투자할 것으로 발표했죠. (삼성은 이미 텍사스에 반도체 공장을 운영하고 있으며, 지금은 약 20조원에 달하는 추가 공장의 위치 선정을 고민하고 있는 단계임.)

추가로 생산 운영의 정상화 기간도 큰 변수로 작용할 수 있는데요. 현재 미국내 반도체 시설은 적으며 운영되고 있는 미세공정 수준도 상대적으로 낙후되어 있어요. 현재의 서플라이 체인과 생산인력이, 앞으로 들어설 신규 공장의 생산규모와 최첨단 공정을 얼마나 받쳐줄 수 있는지에 따라 생산 정상화 기간이 영향받을 것입니다.

4. 미국 반도체 산업의 미래모습은?🔮
미국은 실리콘밸리 뿐만 아니라, 실리콘 언덕(Silicon Hills), 실리콘 숲(Silicon Forest)등의 허브를 통해 반도체를 설계하고, 그로부터 파생되는 다양한 지적재산권을 가장 많이 보유하고 있는 나라입니다. 아리조나의 반도체 공장들이 차츰 완성되는 2024년 이후엔 미국의 반도체 해외 의존도가 조금이나마 해소될 것으로 기대되는데요. 최고의 반도체 설계 회사를 보유한 미국이 최첨단 생산시설까지 보유하게 되면 반도체 생산 의존도를 줄이고, 그로부터 발생할 수 있는 수익+비용 시너지가 막대할 것으로 기대됩니다.
 
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