반도체 파운드리 전쟁 개시한 美

“이제 미국은 20년 만에 처음으로 중국보다 빠르게 성장할 겁니다. 반도체는 휴대전화, 자동차, 냉장고, 인터넷, 전력망 등 일상생활 거의 모든 분야에 필요합니다. 이제 미국에서 제품을 만들고 자동차, 가전제품 등을 제조하는 데 도움이 될 것입니다. 수천개의 일자리를 창출하고 인플레이션을 완화하는 데 도움이 될 것입니다. 게임체인저가 될 것입니다.” 조 바이든 미국 대통령은 지난달 14일 미국의 반도체 기업 인텔이 오하이오주에 24조원을 투자해 신규 반도체 공장을 짓는다는 발표 자리에 참석했다. 팻 갤싱어 최고경영자(CEO)의 이 투자 발표 자리에는 바이든 대통령과 함께 미 상무장관이 동행했다. 바이든 대통령은 이 자리에서 “반도체는 군사 안보, 경제 안보의 핵심”이라며 “미 의회는 반도체 투자에 사용할 국가 예산법을 승인해야 한다”고 촉구했다.

대통령이 앞장서서 미국 기업의 투자 발표 자리에 등장, 격려하고 민간 기업의 투자에 국민 ‘세금’을 동원하는 것을 독려하는 모습이었다. 그동안 ‘슈퍼301조’를 동원, “보조금 지급을 중단하라”며 통상 압박을 하던 과거 미국 대통령과 정부와는 크게 달라진 모습이다. 마치 한국 대통령이 경기 화성 삼성전자 새 공장 준공식에 참석하던 장면이 연상된다. 일본, 한국, 대만 등 아시아 각 기업에 정부 보조금이 얼마나 쓰여졌는지 조사하고 압박하던 옛날의 미국이 아니다.

미국은 다급하다. 바이든 대통령이 새로운 형태의 ‘두 개의 전쟁’을 벌이고 있기 때문이다. 두 개의 전쟁이란 하나는 지정학적 전쟁(현재는 우크라이나와 러시아의 전쟁 상황에 미국이 깊게 연관돼 있다)이고 또 하나는 산업 및 경제 전쟁이다. 중국과 인공지능, 반도체, 바이오 헬스케어, 차세대 이동통신 등 각 영역에서 산업 패권 경쟁을 벌이고 있어 이 분야에서의 승리가 국가 운명을 좌우하고 있다고 믿고 있다. 지금은 지정학적 전쟁보다 산업 전쟁의 파괴력이 더 커졌다고 해도 과언이 아니다.

글로벌 반도체 부족은 유통망 붕괴와 인플레이션을 유발했고 정권의 운명을 좌우할 정도의 이슈가 됐다. 반도체가 산업 전쟁의 핵심 ‘전장’이 되고 있는 것을 대통령부터 엔지니어까지 인식하고 있는 것이다.

전쟁과 같은 상황이 벌어진 반도체 경쟁은 2022년이 처음이 아니다. 과거에 타국의 D램 기업을 죽이기 위한 치열한 경쟁이 있었고 마이크로칩(CPU) 기술 개발 경쟁이 있었다. 하지만 지금은 특히 ‘파운드리’(Foundry) 분야에서 벌어지고 있으며 지정학적 상황과 긴밀히 연결돼 있다는 것이 다르다.파운드리는 반도체의 설계 디자인을 전문으로 하는 기업(팹리스)으로부터 제조를 위탁받아 반도체를 생산하는 기업을 의미한다. 인텔이 오하이오주에 건설하겠다는 반도체 공장도 ‘파운드리’다. 인텔은 공장 설립뿐 아니라 이스라엘 반도체 회사 ‘타워 세미컨덕터’를 54억 달러(약 6조 4700억원)에 인수한다고 공식 발표했다. 여기에 지난 17일에는 ‘인베스터 데이 2022’를 열어 회사의 중장기적 반도체 전략을 발표하고 인텔 파운드리 서비스(IFS) 내에 ‘자동차 전담 그룹’을 출범해 차량용 반도체 파운드리 시장에 진출하겠다고 밝혔다. 인텔은 향후 10년간 최소한 72조원, 최대 144조원을 미국 반도체 사업에 투자하기로 했다. 한마디로 ‘파운드리 전쟁’에 총진군하겠다는 선언이라고 볼 수 있다.

인텔이 이 전쟁에서 승리할지는 미지수다. 인텔이 파운드리 공장 건설과 타워 세미 인수를 발표한 후 주가가 14% 떨어졌다. 쉽지 않다. 아시아 기업들의 맞대응이 치열하기 때문이다. 파운드리 분야에서 독보적 1위를 차지하고 있는 대만 TSMC는 지난해 최첨단 5나노미터(nm) 공정의 미국 애리조나 공장에 120억 달러(약 14조 3500억원)를 투자하겠다고 발표한 데 이어 일본 구마모토현의 반도체 공장 건설에 9800억엔(약 10조 1800억원)을 투자하기로 했다. 당초 계획보다 1800억엔(약 1조 8700억원) 늘어난 금액이다. 삼성전자도 미 텍사스주 테일러시에 170억 달러를 투자해 신규 공장을 건설한다고 발표하고 이번 분기(2022년 1분기)에 착공, 2024년 하반기 가동할 예정이다. 반도체 산업뿐 아니라 전체 산업을 돌이켜 보더라도 이렇게 짧은 기간에 한국, 미국, 대만의 각 국가를 대표하는 기업들이 동시에 천문학적인 액수를 공격적으로 투자한다고 발표한 적이 없었다.

그렇다면 왜 ‘파운드리’ 공장 건설에 사활을 거는 것일까? 반도체 투자의 종착역은 왜 파운드리일까?

첫째, 산업적으로 주문형 칩의 시대(Custom Chip Era)로 완전히 변했기 때문이다. 2010년부터 기존의 퀄컴 등 팹리스 기업뿐 아니라 애플, 구글, 마이크로소프트, 페이스북 등 빅테크 기업들이 자사 제품에 필요한 칩을 직접 설계해서 파운드리에 위탁 생산하기 시작했다. 실제 애플이 자체 설계하고 제작한 M1 칩은 퍼스널 컴퓨터 분야의 게임체인저가 됐다. 구글도 2016년부터 인공지능 칩(TPU)을 설계, 제조하고 있으며 2018년에는 아마존이 클라우드용 CPU(Graviton)를 제작하고 있다. 초대형 시스템 회사가 직접 설계하고 생산은 파운드리에 맡기는 트렌드는 가속화되고 있는 것이다. 여기에 더해 이제는 GM, 포드, 현대차 등 대형 자동차 회사들도 직접 반도체를 설계해서 위탁 제조하겠다고 나서고 있다.

둘째, 반도체는 국가 간 경쟁에 치명타를 미칠 수 있음이 드러났다. 미국은 중국이 전략적으로 육성한 기업인 화웨이, SMIC에 반도체와 반도체 제조장비, 소프트웨어 공급을 막았다. 외부의 첨단 기술을 통해 미국의 영향력을 넘어서려는 중국에 어려움을 준 것이다. 특히 반도체는 원유 수입을 능가하는 국가 최대 수입항목으로 중국 국가 총수입의 18%를 차지한다. 전자제품을 저렴하게 제조해 세계에 판매해 온 중국으로서는 앞으로 국가 경제의 성패가 반도체 확보에 있다고 해도 과언이 아니다. 또 러시아가 우크라이나를 침공하면 미국은 러시아에 반도체 수출금지 카드를 쓸 것이다. 이처럼 반도체는 경제 제재에도 핵심 무기가 됐다.

이 같은 상황은 미국과 세계 지도자들에게 반도체 산업이 얼마나 국가 안보, 국가 경쟁력, 제조업 등에 전략적으로 중요한지 알려 주는 계기가 됐다. 그래서 미국은 반도체를 아시아 국가가 아닌 자국에서 만들어서 ‘반도체 패권’을 유지하려 한다. 아시아의 삼성전자와 TSMC의 공장을 유치, ‘메이드인 USA’를 완성하려는 것이다.

바이든 대통령은 백악관 연설에서 “미국 제조업이 재기하기 시작했다. 세계가 변곡점에 있고 상황이 크게 변할 것이다. 지금은 이런 과도기 순간 중 한 시점이다”라고 의미 부여를 한 것은 이런 분위기를 반영한다.

셋째, 현존 파운드리의 절대 강자 ‘TSMC’가 앞으로는 흔들릴 수 있다. 2021년 3분기 세계 파운드리 시장에서 TSMC는 53%의 점유율로 1위를 차지했다. 절반이 넘는다. 시가총액도 세계 10대 기업 반열에 올랐으며 아시아에서도 가장 가치 있는 기업이 TSMC가 됐다. 지금은 명실상부한 TSMC의 시대다. 하지만 앞으로는 바뀔 수 있다.

TSMC는 최선단 공정인 5nm, 7nm가 전체 매출의 50%를 차지하고 그다음의 선단 공정인 16nm가 매출의 14%다. 또 애플 매출이 차지하는 비중이 25%이며 대만에 집중돼 있다. 한 고객, 그리고 한 지역에 모든 생산시설이 있는 것은 리스크가 크다.

더구나 TSMC의 최대 고객인 애플은 반도체 공정기술이 크게 바뀌는 것을 거대한 위험요소로 보고 최대한 피하려 하고 있다. 반도체 공정이 평면구조에서 3면구조인 FinFET로 바뀌는 변화에서 애플은 TSMC와 삼성 두 회사를 제조사로 선택한 바 있다. 지금 첨단 반도체 산업은 설계 및 생산이 3면구조(FinFET)에서 4면구조(GAA FET)로 바뀌는 시점이다. 삼성전자는 4면구조 3nm 공정 생산을 올 상반기에 시작하고 TSMC는 3nm를 기존의 FinFET으로 연말까지 준비해서 내년부터 생산한다. 삼성이 4면구조로 기술 우위를 증명하면 애플의 수요를 TSMC에서 가져올 가능성이 있다.

이 상황을 잘 알고 있는 TSMC가 미국 공장 건설과 공정 업그레이드 투자로 삼성 등의 도전을 막으려 하고, 삼성전자와 인텔이 TSMC를 추격하고 있는 것이다. 전쟁은 시작됐다.

더밀크 대표