[산업] 반도체 산업과 미중 반도체 패권 전쟁

안녕하세요. everylecturenote입니다.
이번 글은 반도체 산업의 전반에 대해 알아보고 미국과 중국의 반도체 굴기와 미중 반도체 패권전쟁에 따른 한국의 대응을 알아보도록 하겠습니다.

 반도체는 산업의 쌀이자 인프라로 불릴 정도로 다양한 분야에서 활용되고 있다. (참조: [경제] 반도체 경제학)

 반도체의 쓰임을 나누어 보면 아래와 같다.

• 신용 거래: 신용 거래에 쓰이는 신용카드에 반도체가 쓰인다. 

• 일상생활: 각종 전자제품에 반도체는 필수이다. 

• 미래 산업: AI, 자율주행, 군수물자 등 미래산업에 반도체는 필수로 쓰인다.

 오늘날은 반도체 발전이 국방력 강화로 이어지는 시대이다.
 미-중 경쟁과 러-우 전쟁, 관세 전쟁 속에서 세계 질서는 갈수록 혼란해지고 있다. 이런 와중에 좋은 반도체를 둘러싸고 탈세계화(좋은 반도체를 배타적으로 독점)가 시작되었다.
 미국이 2차 세계대전 이후 특정 산업에 보조금을 투입하면서 산업을 지원하는 경우는 매우 드물다.
 미국은 반도체 산업을 지원하기 위해 2026년까지 520억 달러 규모를 지원하기로 했다. 이러한 사실은 반도체 산업 경쟁력이 곧 국가 경쟁력이라는 반증이다.
 반도체 산업에서 영향력이 큰 두 국가는 한국과 대만이다. 따라서, 미국은 반도체 공급망 확보를 위해 Chip 4 동맹(미국, 한국, 일본, 대만)을 제안했다. 

 

1. 국가 경쟁의 핵심 요소로서 반도체

 과거 전략 물자 경쟁은 석유를 두고 다투었다. 2차례의 오일 쇼크(1차 1973년 10월 중동 전쟁, 2차 1979년 이란 혁명 영향으로 석유 가격이 급등하며 세계 경제가 혼란에 빠진 상태)가 이를 대변한다.
지금은 반도체가 없으면 대부분의 전자 제품 제조가 불가능하기 때문에 국가 전략 물자 얘기가 나오고 있다.

 1.1. 반도체 생산 국가  

 반도체 산업은 80:20 법칙이 적용되지 않을 수 있다. 오히려 독점력이 커져서 98:2도 가능하다. 
 200개가 넘는 국가 중 단 4개 국가만이 참여하는 Chip 4 동맹만 봐도 이를 알 수 있다.

 1.2. 반도체 산업의 역사

• 데이터 저장 기술의 시초는 '천공카드'이다(IBM).
• PC시대를 연 회사는 Intel이다.
• 모바일 시대를 연 회사는 퀄컴이다.
• 위의 회사들 중 미국에 생산 공장을 가진 회사는 인텔 한 곳이다.

2. 반도체의 글로벌 분업

• IDM: 모든 생산 공정을 자체적으로 수행하는 종합 반도체 기업을 말한다. 삼성전자, 인텔, SK하이닉스, 마이크론, 텍사스 인스트루먼트와 같은 회사가 있다. 문제는 반도체 생산 설비 투자에 막대한 비용이 소요된다는 점이다.
• 팹리스(fabless) = 팹(fabrication) + 리스(less)의 합성어로 제조설비가 없는 회사를 말한다. 통상적으로 기술을 기반으로 반도체 설계만 전담하는 회사를 말한다. 퀄컴, 브로드컴, AMD, 엔비디아, 미디어텍이 그러한 회사들이다. 가장 이윤이 많은 분야이다. 
• 파운드리(Foundry): 반도체 위탁 생산 전문 제조업체를 말한다. 대표적으로 TSMC(1987년 설립한 세계 최초 파운드리 반도체 기업), 삼성전자, UMC, Global Foundries, SMIC가 있다. 어원은 주형에 맞게 모양을 만들어 금속 제품을 생산하는 중세의 주조 공장에서 유래했다. 반도체 위탁생산에 대한 수요 증가로 파운드리 개념이 반도체 산업에 적용되었다.
• 초창기 파운드리 회사는 많이 존재했다. 하지만 차세대 반도체의 핵심 기술인 초소형(고성능 저전력 달성에 용이함) 반도체 제작 경쟁에서 밀려서 현재는 2개국(한국, 대만)만 가능한 상태이다.   
• OSAT(OutSourcing Assembly Test): 패키징 및 검수업체. 인건비가 중요하다. 중국이 많이 진입.

3. 스마일 커브 

 제품의 기획, 제조, 판매, AS 등 일련의 과정에서 창출되는 부가가치를 나타낸 곡선을 말한다.
 과거에 스마일 커브상 이익률이 높은 분야(팹리스)는 미국이 차지하고 이익률이 적은 분야는 아시아가 차지(파운드리)했었다.  
 현재는 스마일 커브가 사라지고 일자형 곡선(팹리스와 파운드리가 이익을 나눠 갖는 구조)으로 변경되고 있다. 

4. TSMC

 스마일 커브를 깨고 싶어하는 국가는 미국과 중국이다. 미중 경쟁으로 TSMC의 지정학적 Risk가 커지고 있다. 
 대만에서는 TSMC를 호국신산(護國神山) 또는 Silicon Shield라고 부르고 있다.
 TSMC의 주요 고객의 국적은 미국으로 전체에서 63.3%를 차지하고 있다. 미국은 TSMC 없이 최첨단 반도체 제조는 불가능하다. 이런 상황을 각성해 미국은 아시아에 치중된 반도체 생산능력을 미국으로 가져와야 한다는 보고서를 내기도 했다.   

 

5. 미국의 반도체 굴기

 미국 반도체산업협회 미래 전망에 따르면 2030년 반도체 생산 1위 국가는 중국이고, 미국은 10%선으로 하락할 것이 예상되고 있다. 현재 중국에 설비투자를 많이 한 국가는 한국(삼성전자, SK하이닉스)이고 전 세계 메모리 반도체 14~15%를 중국에서 생산 중이다. 미국은 메모리 반도체도 미국에서 생산하기를 원하고 있다.  미국은 반도체 인프라를 바탕으로 미래 산업 육성을 계획하고 있다. 2030년까지 미국의 목표는 반도체 생산의 60%를 점유하는 것이다. 

 5.1. 미국의 반도체 산업 지원책

• 투자세액공제 40%
• 파운드리(위탁 생산) 구축 지원 150억 달러
• 반도체 기술 리더십 확보 120억 달러

6. 반도체 후발 주자 중국의 위협

 반도체 산업은 기본적으로 많은 투자가 필요하기 때문에 일반적인 기업은 진입조차 어렵다. 하지만 중국은 화수분 자본 지원으로 중국의 반도체 산업을 육성하였다. 중국 국가 펀드 수혜 기업 1위는 YMTC(메모리 반도체 전문), 2위는 SMIC(파운드리 전문)인데, 중국 반도체 기업은 반도체 양산 기술을 확보하여 성장 가능성을 확인하였다.

7. 미중 패권 경쟁의 시작

 7.1. 1R 무역 전쟁

• 중국의 불공정 무역에 관세 부가

• 중국 환율 조작국 지정 

 7.2. 2R 기술 분쟁

• 반도체 밸류체인, 중국 거래 금지

• TSMC, 화웨이 제품 생산 금지

 미국의 화웨이의 반도체 생산 금지 조치에 따라 화웨이의 반도체 자회사 시장 점유율은 0%까지 추락한다.
 화웨이의 실패 이후 중국의 반도체 전략은 수정되었다.
 자국 기업에서 반도체를 만들면 자국 기업이 쓰는 구조를 선택하였다. 
 중국은 반도체 기술 자체는 문제가 없지만 반도체 장비의 기술력은 뒤처지고 있다.
 미국은 ASML이 중국으로 반도체 장비를 판매하는 것을 막았고, 이로 인하여 중국은 최첨단 장비 부족으로 반도체 자급률을 올리지 못하고 있는 실정이다. 

8. 한국의 상황과 대응 방안

 한국 입장에서는 메모리 반도체 분야에서 후발 주자와 격차가 줄어들고 있고 시스템 반도체, 파운드리 분야도 글로벌 경쟁사에 따라잡힐 수 있는 상황이다.
 한국은 반도체 산업에서 설계와 제조 능력을 동시에 보유한 나라 중 하나 인데, 반도체 산업의 경쟁력을 잃게 되면 한국의 미래 첨단 산업이 모두 추락할 수 있다.
따라서 국가 차원의 지원과 인력 양성, 해외 기술 및 인력 수용까지 통합적으로 이뤄져야 한다.

[참고영상]

"반도체 새판 짜는 미국, 우리의 생존 전략은?", KBS, 2022년 6월 5일

 

강사: 김영우

• 현 SK증권 리서치센터장
• 2021 반도체/전기전자/디스플레이 분야 베스트 애널리스트(FnGuide, 조선일보)
• 저서: <반도체 투자 전쟁>