반도체 부족으로 인한 자동차 생산 차질은 현재진행형이다.
물론 작년보다 더 나아졌다고 하지만 근본적인 문제는 해결되지 않고 있다. 이 문제가 언제 해될지에 대한 답도 불분명한 상태다. 적어도 2~3년은 더 갈 것이라는 주장이 힘을 받고 있다. 즉 2024~25년까지는 갈 것이라는 뜻이다.
이미 소진된 재고 물량을 채워야 하는 것은 물론 전기차 전환 등으로 인한 더 많은 차량용 반도체가 필요한 것도 상황을 악화시키고 있다. 더욱이 부족한 차량용 반도체를 미리 채워야 한다는 강박관념도 크게 작용하고 있다. 이래저래 부족한 부분이 많다는 뜻이다.
차량용 반도체 부족 시발점은 코로나로 인한 신차 판매 급감으로 제작사의 반도체 주문량이 줄면서 기존 차량용 반도체 생산기업의 전이로 볼 수 있다. 기업 입장에서는 공장 과정이 길고 복잡하며, 이윤이 적은 차량용 반도체 생산보다, 모바일이나 가전제품 등의 반도체 생산이 훨씬 수익모델로 적합했기 때문이다.
다시 늘어난 신차로 반도체 주문을 늘렸지만 돌아선 반도체 제작사를 다시 돌아오기에는 역부족이라고 할 수 있다. 결국 차량용 반도체의 한계가 낳은 어쩔 수 없는 문제가 글로벌 시장에 닥친 것이다.
물론 최근 전기차의 갑작스러운 증가와 내연기관차의 퇴출, 우크라이나 침공으로 인한 글로벌 시장의 불확실성, 유가와 물가 급등 등 생각지도 못한 퍼펙트 스톰이 다가왔다. 여기에 기후변화로 인한 가뭄과 화재, 홍수, 코로나 지속 등 심각한 지구 문제 등 모든 것이 혼란스럽고 심각하다고 할 수 있다, 앞으로 5~10년 사이가 가장 심각한 영향을 준다는 의견이 다수를 이루고 있다.
이런 상황에서 자동차의 변이도 눈여겨보아야 한다. 자동차가 '단순한 이동 수단'에서 '움직이는 생활공간', '움직이는 가전제품'으로 변모하며 미래 모빌리티로 크게 확대되고 있는 것이다.
이 중에서 차량용 반도체는 미래 모빌리티를 책임지는 핵심 부품으로 그 중요성이 더욱 커지고 있는 것이다. 반도체 수도 급증하고 있다. 내연기관차가 세부적으로 200~300개가 필요하다면, 전기차는 약 500개 내외, 여기에 자율주행기술을 심으면 더욱 증가해 800~1000개 이상이 필요하다.
특히 차량용 반도체 기술 수준도 이전과 달리 크게 높아지면서 요구사항에 맞는 차량용 반도체의 가격도 올라가고 있다. 이에 알맞은 속도와 조건을 성숙하기기 더욱 어렵게 된 것이다.
원래 차량용 반도체는 전형적인 기계부품이라는 자동차에 1980년대 초부터 전자제어엔진이 도입되면서 시작된 부품이다. 이후 전기 전자제어 시스템이 급증하면서 필요한 차량용 반도체 수가 크게 증가했고, 최근에는 더욱 필요량이 늘어났지만 코로나 등 외부적인 여건으로 수급에서 꼬이게 됐다.
그러나 차량용 반도체는 공장도 복잡하고 외부 온도 등에 견딜 수 있는 내구성은 물론 안전 등을 책임질 수 있는 조건도 많아서 반도체 제작사들의 고민은 크다고 할 수 있다. 특히 수익률은 다른 반도체 대비 적어서 꺼려 하는 분야라 할 수 있다. 그래서 시스템 반도체 시장에서 가장 열악하고 문제가 있는 영역이기도 하다. 현재도 인피니온, 르네사스 등 글로벌 시장 6개 업체가 전체의 90% 이상을 좌우하는 편협된 구조를 갖고 있다.
최근 시장이 급변하면서 차량용 반도체를 보는 시각이 크게 변하고 있다. 앞서 언급한 코로나로 인한 부족은 외부의 어쩔 수 없는 문제라고 할 수 있으나 최근 변하고 있는 조건은 완전히 다른 양상을 나타내고 있기 때문이다.
우선 시장이 내연기관차 중심에서 전기차로, 여기에 자율주행 기술이 더해지면서 기존 공정만 많고 수익률이 적은 차량용 반도체에서 고부가가치 제품으로 변하고 있는 것이다. 특히 통합형 반도체 개발이나 높은 기능을 가진 반도체 수요 등으로 차량용 반도체 시장이 크게 변하고 있다. 기존 반도체 위탁 생산 기업인 대만의 TSMC나 우리의 삼성전자 등도 시스템 반도체 시장 중에서 차량용 반도체 등에 관심을 가지는 이유일 것이다.
두 번째로 신차 생산은 물론 미래 모빌리티의 확산 측면에서 차량용 반도체 시장은 향후 도시형 항공 모빌리티 시장인 UAM 시장 등에도 필수적이어서 더욱 중요성이 커지고 있어서 제작사의 관심이 증폭되고 있다.
수요도 급증하지만, 자동차 제작사는 자체적으로 수급하지 못한다면 지금과 같은 신차 출시 지연 등 계획적인 개발과 생산에 어려움이 커진다는 사실을 직시하고 있다. 따라서 최근의 흐름은 글로벌 자동차 제작사의 내재화 움직임이라 할 수 있다. 자체적인 제작을 통해 미래 모빌리티에 대한 능동적인 조치가 가능하고 '슈퍼 갑'의 위치를 계속 지속할 수 있기 때문이다.
여기에 배터리 내재화도 서둘러서 더욱 능동적인 대처를 한다는 그림을 그리고 있다. 물론 차량용 반도체를 직접 생산하기보다는 ‘팹리스’ 회사로서 반도체를 설계하고 삼성전자 등에 위탁 생산하는 ‘파운드리’로 간다는 뜻이다.
글로벌 자동차 제작사의 입장에서는 배터리와 차량용 반도체 문제가 가장 큰 화두가 되고 있다. 자신들이 직접 컨트롤하면 좋겠지만, 시장은 그렇게 움직이지 않고 있는 것이다. 역시 융합형 모델로 강점을 가진 기업이 모이는 '적과의 동침'이나 '이종 간의 결합'이 더욱 위력을 발휘하고 있는 시기라 할 수 있다.
우리는 현재 글로벌 자동차 생산국이고 반도체 대국이면서도 차량용 반도체 공급량의 단 3%만 국내에서 생산하고 있는 형국이다. 고부가가치로 급변하고 있고 중요성이 더욱 커진 상황에서 이제는 국내에서 핵심적인 하이테크 차량용 반도체는 국내 설계·생산하는 구조를 가져야 한다. 최소 10%의 핵심 차량용 반도체 생산이 가능해야 한다는 뜻이다. 이런 움직임은 예를 들면 현대모비스가 설계하고 삼성전자가 위탁 생산하는 구조 같은 것이다.
앞으로 이 문제는 더욱 중요해지고 있다. 삼성전자가 시스템 반도체 생산에서 대만의 TSMC와 더욱 치열한 전쟁을 하고 있는 상황이다. 이런 경쟁 속에 차량용 반도체도 포함돼 더욱 가속도를 높여야 한다. 최근 신정부에서 반도체 전문 인력 양산 문제가 화두로 떠오르고 있는 상황이어서 더욱 중요성이 강조되고 있다.
우리나라가 미래 모빌리티용 하이테크용 반도체 설계 및 생산 핵심 국가로 떠오르기를 바란다.
김필수(김필수 자동차연구소 소장, 대림대 교수)
