미국 백악관에서는 12일(현지시간) 글로벌 반도체 부품 부족 현상이 심각해짐에 따라 ‘반도체 화상회의’를 개최했다. 바이든 대통령은 글로벌 반도체 패권다툼에 미래 먹거리를 직접 챙기고 있다. 미국이 반도체 분야에서 중국 견제 정책을 강화할 경우 중국 수출 비중이 높은 한국 기업은 곤란한 상황에 직면할 가능성을 배제할 수는 없다. AI 시대는 반도체가 세계 패권경쟁의 승부처라고 주장하는 AI 전문가 박정일 교수에게 들어봤다.
Q. 중국 ‘반도체 굴기’
A. 중국은 2015년 ‘중국제조 2025’ 산업계획을 통해 반도체 굴기를 선언했다. 핵심 설계 기술을 확보하고 칩을 자체 생산하겠다는 목표를 내세웠다. 수입에 의존하는 반도체 자급률을 2025년까지 70%로 끌어올리겠다고 밝혔다. 실행력을 높이려고 화웨이, ZTE, SMIC, 칭화유니 등 반도체 기업에 1조 위안(약172조원)을 투자한다고 밝혔다. 하지만 2019년 자급률이 15.9%로 한참 못 미치고 있다. 미국이 발목을 잡고 상황에서 중국 반도체 판매량이 크게 늘어난다 고해도 2025년 중국 내 생산량은 세계 시장의 10%에 머물 것으로 전망되고 있다.
Q. 세계는 반도체 전쟁 중
A. 미국은 반도체 산업 지원에 56조원을 투입한다. Intel·MS·IBM은 파운드리 시장에 재진출하기 위해 22조원을 투입 애리조나에 공장을 신설한다. 중국은 파운드리 업체 SMIC를 집중 육성하고 선전 파운드리 신 공장을 내년에 가동한다고 밝혔다. 대만은 미국과 일본에 파운드리 공장을 증설하고 올해 설비투자 31조원을 투입한다. EU는 2030년까지 180조원을 투자해 세계 반도체 생산량의 20% 달성 목표를 제시했다.
Q. 미·중 기술전쟁
A. 미국은 패권을 유지하기 위해 산업전략을 입안할 때 항상 전쟁을 가정한다. 적을 빨리 발견해 섬멸하기 위해서는 반도체 성능이 좌우한다. 반도체는 군사력과 직결되기에 국가핵심 전략물자다. 중국이 기술자립과 내수 진작을 통한 양순환 전략으로 반도체 확보에 집중하자 미국은 중국을 강력히 견제하고 나섰다. 미국의 견제로 중국은 애를 먹고 있다. 미국은 AI, 5G, BigData, Robot 등 첨단 기술 분야에서 중국의 기술탈취와 질주를 더 이상 용납하지 않겠다는 의사를 분명히 밝히고 있다.
Q. 반도체 주도권 탈환
A. 미국이 반도체 시장 공급망에서 헤게모니를 되찾기 위한 움직임이 본격화 되고 있다. 세계 반도체 제조업에서 미국이 차지하는 비중은 1990년 37%에서 2020년 12%로 떨어졌다. 바이든 대통령은 반도체 산업을 국가안보와 연결시키며 500억달러(약57조원)를 지원해 미국 반도체 경쟁력을 다시 되찾기 위해 집중 투자한다고 밝혔다. 미국은 반도체 핵심 원천기술을 활용반도체 패권 탈환을 할 것으로 전망된다.
Q. 반도체 쿼드(Quad)
A. 글로벌 반도체 품귀 현상이 심해짐에 따라 미국 자동차 기업이 감산에 들어가면 부품업체가 동시에 가동을 멈추고, 전자제품 생산도 차질을 빚는 상황을 막기 위해서 바이든 대통령까지 나섰다. 반도체를 사용하는 각종 산업의 생태계가 무너질 수 있다는 위기감에서 백악관 회의를 소집했다. 삼성전자 대만의 TSMC, 미국의 반도체·IT·자동차·통신 핵심 기업인 인텔·GM·포드·알파벳·AT&T·HP 외에 네덜란드 NXP가 초청되면서 4개국 19개 기업이 참석했다. 마치 경제판 ‘쿼드’(Quadrilateral Security Dialogue) 구축을 연상시킨다.
Q. 미국 인식
A. 미국은 반도체 기술과 장비를 지원해주면서 한국과 대만에 사실상 위탁했다고 생각한다. 세계 반도체 생산 능력의 80% 이상을 지정학적 리스크가 큰 한국과 대만에 집중되어 있다. 반도체 패권다툼에서 승리하기 위해서는 한국과 대만을 통제권 하에 둬야한다는 인식이 강하다. 반도체 주도권을 잡아 실리콘 쇼크를 사전에 막아야 하기 때문이다. 또한 반도체는 민간과 군사적 필수 기술이므로 투자를 확대할수록 경제·군사적 패권 잡기에 유리한 수단으로 활용이 가능하다. 21세기도 미국이 세계를 주도하기 위해서는 중국의 반도체 장악을 절대 용납할 수 없다는 전략을 구사할 것이다.
Q. 미국 속셈
A. 바이든 대통령이 모두 발언을 한 것은 반도체를 직접 챙긴다는 메시지다. 미국경제 및 안보 투톱이 회의를 주재한 것은 글로벌 반도체 부품 부족을 경제는 물론 안보 위협으로 간주하고 있다는 의미다. 백악관 회의를 통해 미국 국익을 최우선하는 미국 중심의 반도체 전략을 추진할 것이다. 미국의 진짜 속내는 백악관 회의를 통해 중국의 반도체 굴기를 막고, 미국 반도체 제조업의 부활, 양질의 일자리 창출. 미국 중심의 반도체 공급망 구축이라는 노림수가 내재되어 있다. 최종 목표는 잃어버린 반도체 산업 헤게모니를 되찾는 것이다. 바이든 대통령은 전기차, 배터리 등 전략산업의 핵심은 반도체라고 믿고 있다.
Q. 위기(危機)
A. 삼성은 세계최초 3세대 D램, SK하이닉스는 128단 4D낸드를 개발해 성공했었다. 하지만마이크론은 지난 11월 세계 최초로 176단 낸드플래시를 개발해 양산을 시작했고 지난 1월에는 4세대 10나노미터 D램 생산에 성공해 삼성전자와 SK하이닉스를 제쳤다. 미국과 EU는 최근 반도체 자립화를 선언하고 자국 내 기업을 집중 지원하고 있다. 후발주자의 연이은 추월로 메모리 반도체 1위를 자부했던 한국의 위상이 위협받고 있는 상황이다. 파운드리 1위 기업 대만의 TSMC는 120억 달러를 투자에 애리조나에 공장 신설에 나서면서 향후 3년 간 추가적으로 1000억 달러를 더 투자해 명실상부 파운드리 1위를 이어가겠다고 밝혔다. 미국 인텔은 200억 달러를 투자해 파운드리 사업진출을 공식화했다. 총수 부재인 상황에서 삼성은 올해 설비 투자에 대해 말을 아끼고 있다.
Q. 기회(機會)
A. 미국이 중국을 배제한 글로벌 반도체 공급망 구축과 미국 중심의 반도체 인프라 확충을 요구하면 삼성전자 입장에서는 시장 점유를 높일 절호의 기회가 될 수 있다. 삼성전자기 텍사스 주 오스틴 공장에 170억 달러(약20조원)를 투자해 파운드리 증설에 나선다면 2만개의 일자리가 창출 가능하다. 일자리 창출을 최우선하는 바이든 행정부의 목표와 부합되기 때문에 세제 감면 등 다양한 혜택을 요구할 수 있다.
Q. 시장 점유
A. 메모리 반도체는 삼성전자의 D램 세계시장 점유율은 43.8%, SK하이닉스는 D램 28.7%, 마이크론 22.4%를 차지한다. 주요 비메모리반도체 국가 점유율은 미국 69%, 유럽 12.4%, 대만 9.3%, 중국 7.8%, 일본 6.3%, 한국 4.1%다. 파운드리는 TSMC 56%, 삼성전자 18%, UMC 7%, 글로벌파운드리 7%, SMIC 5%다. 낸드플래시는 삼성전자 32.9%, 키옥시아 19.4,% 웨스턴디지털 14.4%, SK하이닉스 11.6%, 마이크론 11.2%, 인텔 8.5%다. 시스템 반도체는 한국은 4.2%로 취약한 분야다.
Q. AI 반도체
A. AI 연산 성능 고속화와 소비 전력효율(Power Efficiency)을 위해 최적화시킨 반도체다. 아키텍처 구조 및 활용 범위에 따라 GPU, FPGA, 주문형 반도체 ASIC부터 뉴모로픽 반도체까지 포괄한다. AI 반도체는 저장, 연산처리, 통신 기능을 융합한 가장 진화된 반도체 기술이다.AI 반도체는 병렬연산 처리에 최적화된 GPU 중심에서 초고성능·초저전력 뉴로모픽 반도체로 진화하고 있다. 향후 AI 반도체는 주문형 반도체 ASIC 방식, 데이터 센서와 디바이스 등 다양한 AI 시스템을 지원하는 방향으로 발전할 것이다.
Q. 해법
A. 한국의 반도체 산업은 메모리 세계 1위 위상은 지키면서 시스템 반도체는 추격해야 하는 위중한 상황이다. 그렇다면 미래 먹거리인 반도체 경쟁력을 어떻게 유지해야 할까.
(1) 삼성의 미래
급변하는 글로벌 시장의 변화에 과연 삼성은 혁신을 통해 살아남을 수 있을까
첫째, 조만간 미국에 투자를 결정해야 한다. 이번 화상회의에서 바이든 대통령은 삼성에게 신속하게 투자 결정을 마무리 하라는 무언의 압박을 가한 분위기다. 미중 반도체 패권다툼이 치열해지는 가운데 삼성은 좀처럼 마땅한 해법을 찾지 못하고 있다. 하지만 미국 투자를 할 수 밖에 없는 처지에 놓이게 됐지만 지금은 결정을 할 수도 없는 어려운 상황에 처해있다.
둘째, 총수 부재다. 수집조 원 투자는 타이밍에 맞게 신속하게 해야 하는데 못하고 있다. 일부에서는 총수가 없어도 주가는 오르고 실적이 최고라 문제가 없을 것이라는 주장을 펼친다. 어리석은 식견이다. 반도체 산업은 몇 년 전에 투자한 것이 이제 와서 결실을 맺는 속성이 있다. 지금 과감한 투자시기를 놓친다면 10년 후 삼성이 존재할지 의문이다. 이재용 부회장 사면을 통해 한국경제 발전의 기회를 주는 것은 어떨까.
셋째, 전략적 판단이 어느 때보다 중요한 시점이다. 미·중 한쪽의 선택을 강요받는 곤혹스런 상황이 현실이 될 수 있다. 이번 회의 참석은 미국 주도의 반중(反中) 동맹에 참여로 비쳐져 부담이 크다. 거대한 중국 시장을 포기할 수 없는 삼성이 미·중 양자택일을 요구 받게 된다면 큰일이다.
넷째, 미국이 대중 수출 봉쇄 카드에 대비해야 한다. 미국 국가안보회의(NSC) 산하 AI 위원회는 지난달 초 일본과 네덜란드 정부와 협력해 액침불화아르곤(ArF) 노광장비의 중국 수출을 금지해야 한다는 보고서를 연방의회에 제출했다. 중국 공장에서 3차원 적층 낸드플래시와 10나노급 D램 등을 양산하는 데 이 장비를 사용하고 있는 삼성의 고민은 깊어진다. 중국 및 홍콩으로 60%가 수출되는 물량을 중단하라든지 중국을 상대로 반도체 장비를 공급하지 말라고 한다면 대응하기가 더욱 어려워진다.
다섯째, 미국의 중국제재에 대한 딜레마다. 중국은 미국제재로 주요 기업들이 반도체 사재기를 하면서 반도체 수급난이 벌어졌다며 미국 탓을 하고 있다. 여전히 화웨이는 삼성의 주요 고객이다. 화웨이는 협력을 원하고 있다, 화웨이는 한국판 뉴딜에 기여하겠다면서 5G 협력을 강화해 서비스를 제공하고 싶다고 한다. 미국제재 속에서 화웨이 협력요청을 받을 수도 안 받을 수도 없는 어려운 상황이다.
여섯째, 격화되고 있는 경쟁에 대비해야 한다. Intel은 최근 20조원을 파운드리 사업에 투자한다고 밝혔다. 반도체 수급난에 빠진 미국 내 자동차 업계를 위해 올해 안에 자동차용 반도체 생산에 나서겠다고 헀다. 최근 공급부족 사태를 빚은 MCU등 차량용 반도체는 삼성전자가 주력하는 10나노 안팎의 첨단공정 생산라인이 아니라 30나노 수준의 구식 공정을 활용하는 제품이다. 수익성도 떨어지기 때문에 뛰어 들기도 어렵다.
마지막으로 혁신이 없는 삼성의 미래다. 5년 전이나 현재나 삼성의 핵심제품은 변하게 없고 매출도 비슷하다. 삼성 D랩 핵심 설비는 일본 미국에서 수입한다. 애플은 하드웨어 아이폰 매출이 절반이고 서비스 분야에서 더 많이 이득을 낸다. 반도체 분야에 미·중·EU·대만까지 뛰어들어 혈투를 벌인고 있는 상황에서 혁신 없는 삼성이 과연 10년 후에도 존재할까.
(2) 정부는 대책이 없다
정부는 진퇴양난이다. 기술패권 미국과 협조하며 거대한 중국시장을 놓칠 수 없기 때문이다.미·중 반도체 대결이 지속되고 미국·EU·대만·중국은 반도체에 대한 지원이 엄청나다. 하지만 한국은 기업 때리기에 혈안이다. 정부는 어떻게 대응해야 할까.
첫째, 반도체 외교기술력이 절실하다. AI 시대 반도체 산업은 기업 간 경쟁을 넘어 국가 간 산업 전쟁으로 확대되고 있는 양상으로 전개되고 있다, 미국이 중국을 제재하며 자국 내 투자를 압박하는 상황에서 정부의 어떤 도움도 받지 못하고 있는 한국기업은 경쟁에서 뒤쳐질까 노심초사(勞心焦思) 하고 있다.
둘째, 민관협력 분위기 조성이다. 미국정부도 인텔을 지원하기 위해 나서고 있다. 하루 속히 정부와 기업의 협력 분위를 만들어 고군분투(孤軍奮鬪)하는 기업의 기를 살려줘야 한다. 반도체 산업은 한국경제의 미래 먹거리다. 정부가 반도체 산업의 경쟁력을 높일 수 있도록 기초개발 연구에 집중 투자해야 한다. 반도체 공급대란이 벌어진지 4개월이 지났는데 이제야 반도체 종합정책을 내놓겠다고 한다. 대책 발표는 이제 그만해야 한다. 실질적으로 기업에 도움을 줄 수 있는 실효성 있는 대책이 필요하다. 예를 들면 미국과 EU는 설비투자액의 40%를 세액공제나 보조금으로 돌려준다, 한국은 설비투자액의 3%인 세액공제를 빼고는 기업 혜택이 거의 없다.
셋째, 전문 인력 수급이다. 중국에서 국내 반도체 임직원들을 많이 빼가고 있다. 우려하지 않을 수 없다. 국내 반도체 산업 경쟁력을 유지하기 위해서는 반도체 고급인력의 해외 유출을 막아야 한다. 연구개발 중심으로 신규 전문 인력을 집중 양성하는 산·학·연 협력 인재 육성 시스템 구축이 필요하다.
넷째, 팹리스 육성이다. 팹리스는 시스템반도체의 핵심이다. 국내 시스템 반도체 시장의 60%를 팹리스가 차지한다. 세계 시장에서 국내 업체 점유율은 3.2%다. 시스템 반도체 분야에 집중 투자를 통해 경쟁력 확보가 시급하다. 파운드리는 국내 팹리스와 협업을 통해 시스템 반도체 생태계를 혁신하는 전략을 모색해야 한다.
다섯째, 비메모리 반도체 육성이다. 향후 가장 중요한 반도체는 AI, 이미지, 파워 반도체(전력 반도체)다. 현재 한국은 이미지 반도체만 어느 정도 성과를 보이고 있고 AI 반도체나 파워 반도체에서는 중국보다 뒤떨어지고 있다. 비메모리 반도체 산업에서 경쟁력을 확보하지 못한다면 반도체 산업의 미래는 없다.
마지막으로 미국의 압박에 대응책을 마련해야 한다. 반도체 산업은 민간 차원을 넘어 국가 안보에서도 중요한 분야가 됐다. 코로나 사태로 디지털 전환이 빨라지면서 반도체는 국가 경쟁력이자 글로벌 안보 이슈로 떠올랐다. 다음 달 한·미 정상회담에서 미국이 중국과 관계를 정리하고 투자 압박카드를 내민다면 어떻게 대응할지 면밀한 대책을 마련해야 한다.
(3) 국회
국익을 위해서는 정치이념, 여야를 막론하고 지원책을 쏟아내는 미국 의회를 배워야 한다.
첫째, 반도체 지원 촉진법 추진이다. 미국 상하원 의원들은 바이든 대통령에게 반도체 개발 및 생산 증대를 위한 정부의 적극적인 조치를 촉구하는 서한을 보냈다. 특히 중국에 대한 경쟁력을 높이고 미국 경제는 물론 안보의 회복력과 경쟁력을 높여야 한다고 주장했다. 반도체 생산촉진법(CHIPS for America Act)에 따른 예산 배분과 집행 필요성도 강조했다. 미국 내에서는 중국의 반도체 굴기를 막기 위해 반도체 생산 장비의 대(對)중국 수출을 막는 방안까지 논의 중이다. 한국의 국회 현실은 어떠한가.
둘째, 주요정책에 대해 국회가 보증하는 결의가 필요하다. 정권교체가 되더라도 반도체 정책은 지속성이 있어야 한다. 국회에서 한국경제 미래 먹거리 반도체 산업 지원책을 보장하는 여야의 합의안이 필요하다.
한국 수출의 20%를 반도체가 차지한다. 미국 내 투자가 늘어나면 한국 내의 투자는 줄어들 수밖에 없다. 최악의 시나리오이지만 삼성 본사를 미국에 옮기라고 압박해온다면 정부는 어떻게 대응할 것인가. 한국의 미래 먹거리 반도체를 지켜야 하는 절박한 시점이다.
박정일 AI Creator. 전)한양대 컴퓨터SW 겸임교수
정석철 기자