반도체 전쟁, ‘캡틴 아메리카’의 귀환

‘신차 대란’ 부른 귀한 몸, 반도체

요즘 새 차를 주문하면 몇 달은 기다리는 게 일상이죠. 차량 출고까지 길게는 1년 이상 걸린다고 해요. 출고를 기다리다가 포기하는 사람도 많고요. 새 차를 구하기가 이렇게 힘든 이유가 뭘까요? 문제는 바로 반도체 수급입니다. 

차를 주문했는데, 반도체는 무슨 관련이 있는 걸까요? 자동차에는 많은 반도체가 필요해요. 전방 카메라부터 전자제어창치(ECU), LCD 패널, 자율주행에 필요한 연산장치까지 곳곳에 반도체가 들어가죠. 코로나19 이후 차량 수요가 몰리면서 반도체 주문이 늘고 있는데, 생산은 더뎌요. 전 세계적으로 반도체 공급에 문제가 생기면서 차량 생산도 막힌 겁니다. 

미국반도체산업협회(SIA·Semiconductor Industry Association)는 팬데믹으로 디지털 전환이 빨라지며 반도체 수요가 늘었고, 자동차에 들어가는 반도체가 많아진 게 수급 균형이 깨진 게 원인이라고 분석했어요. 전자장비가 많이 필요한 자율주행차와 전기차가 늘어나면서 차량용 반도체 수요가 늘었기 때문이죠. 

이 문제를 풀기 위해 재작년 봄부터 반도체 업체들은 팹(Fab)^* 가동률을 80% 이상으로 올리며 공급을 늘렸어요. 감염병 확산을 막기 위해 여러 나라에서 락다운(봉쇄) 정책을 편 상황에서도 가동률이 100%에 육박했습니다. 하지만 SIA는 이렇게 생산에 박차를 가해도 반도체 쇼티지(Shortage·원자재 부족 현상)는 해결할 수 없다고 전망했어요.

수요는 넘치지만, 공급을 따라가지 못하는 상황에서 수혜를 보는 기업은 어떤 곳일까요. 시장은 반도체 산업 생태계 안에서도 큰 부가가치를 만드는 기업을 주목해요. 특히 스포트라이트를 받는 건 미국의 반도체 기업입니다.

고부가가치 반도체 공정 꽉 잡은 미국 

왜 미국일까요? 국민 기업인 삼성전자나 반도체 강국 대만의 TSMC를 떠올다면 의아할 거예요. 이 질문에 대한 답을 찾으려면 반도체를 만드는 과정을 알아야 해요. 한국 투자자와 떼어놓을 수 없는 반도체 산업을 좀 더 알아볼게요.

모든 반도체는 연구 → 디자인 및 설계 →제조(장비, 소재) → 조립 및 패키징 과정을 거쳐 만들어요. 각 단계마다 생산하는 부가가치도 다릅니다. 미국은 이 중 부가가치가 높은 전자 설계 자동화(EDA), 핵심 지적재산권(Core IP) 등의 시장에서 가장 높은 비중(2019년 기준)을 차지하는 국가입니다. 

특히 미국 반도체 기업은 부가가치가 높은 디자인 및 설계에 필요한 EDA와 핵심 지식재산권에 특화돼 있어요. EDA 분야에선 미국이 무려 96%의 점유율을 차지합니다. 사실상 독점이죠. 핵심 지식재산권은 절반 이상인 52%를 차지합니다. 확실한 우위를 지키고 있는 겁니다.

4차 산업혁명 시대에 주목받는 시스템 반도체

반도체는 복잡한 제조 공정만큼이나 완성품의 종류도 다양해요. 한국의 삼성전자와 SK하이닉스의 주력 상품인 메모리 반도체는 데이터를 기록하는 역할을 합니다. 메모리 반도체는 전체 반도체 시장에서 매출 기준 26%를 차지합니다. 이외에 정보를 송수신 하고 변환하는 개별 반도체(Discrete), 아날로그 반도체(빛, 소리, 온도 등 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾸는 반도체), 기타 반도체 등은 전체 산업 매출에서 32%^*를 차지합니다.

출처: 보스턴컨설팅그룹 및 SIA, 2021년 4월 기준

그럼 가장 큰 부가가치를 만드는 반도체는 뭘까요? 바로 시스템 반도체(Logic·비메모리 반도체)입니다. 전체 산업 매출의 42%를 차지해요. 메모리 반도체보다 훨씬 큰 규모입니다. 이 시장에서 창출되는 부가가치의 약 30%는 시스템 반도체가 만들어냅니다. 시스템 반도체는 메모리 반도체와 달리 판단·연산이 가능해 CPU(중앙 처리 장치)나 이미지 센서, 라이다(LiDAR·3차원 공간을 인식하는 기능) 등 여러 분야에서 널리 쓰이고 있어요.

소품종 대량생산 구조인 메모리 반도체와 달리 시스템 반도체는 많은 기능에 적합한 맞춤형 생산을 해야 합니다. 그만큼 다양한 설계를 할 수 있는 우수 인력과 뛰어난 기술이 필요한 분야예요. 앞으로 인공지능(AI)와 사물인터넷, 자율주행 산업이 발달하는데 맞춰 시스템 반도체도 빠르게 성장할 가능성이 높습니다. 

미국은 이 시장의 67%를 점유하고 있어요. 시스템 반도체 선두 주자로 꼽히는 10개 기업 중 6개가 모두 미국 기업입니다. 인텔, 퀄컴, 브로드컴, 텍사스 인스트루먼트, 엔비디아, AMD 등 시스템 반도체 산업을 이끄는 기업이 미국 반도체 산업을 든든하게 지키고 있어요.

반도체 기술력 1등 미국, 신규 투자도 1등

이렇게 미국은 반도체 제조에서 만들어지는 부가가치 중 59%^*를 차지하는 디자인 및 설계 과정을 이끌고 있고, 시스템 반도체 시장도 주도하고 있습니다.

출처:  미국 반도체산업협회, 2021년 기준

하지만 중국 등 경쟁국도 반도체 산업에 많은 투자를 하며 왕좌를 노리고 있어서 미국이 우위를 지킬 수 있을지 우려하는 시각도 있어요. 이런 상황에서 미국 반도체 산업의 앞날을 예상할 수 있는 근거는 R&D 투자 규모입니다. 얼마나 기술 개발에 투자하는지를 보면 앞으로 시장을 이끌 주인공도 예상할 수 있겠죠.

반도체의 생산 과정에서 칩 디자인은 특히 높은 수준의 기술이 필요하고, 그만큼 기술력의 차이를 따라잡기도 어려워요. 이 시장을 주도하고 있는 미국은 주요국 가운데 반도체 산업에 가장 많은 투자(산업 매출 대비·2020년 기준)를 하고 있어요. 가장 앞선 기술을 갖고 있으면서도 새로운 투자도 가장 많이 하고 있는 거예요.

미국 반도체 산업의 R&D 투자 규모는 지난 20년 동안 연평균 7.2%씩 늘고 있어요. 그사이 반도체 업황이 요동치고 매출 등락을 겪으면서도 꾸준히 투자해온 거죠. 매출 대비 투자 금액 비율은 무려 18.7%인데요, 세계 평균인 13.7%를 훌쩍 넘는 수치예요. 재작년에는 무려 440억 달러(약 54조 원)를 기술 개발에 투자했어요.

‘황금알을 낳는 거위’ 로 불리는 반도체 산업의 선두에 선 미국은 추격자를 따돌리기 위한 투자도 게을리하지 않고 있는 겁니다.

어려운 반도체 산업, 투자는 어떻게 할까

반도체 시장에서 우위를 지키고 있는 미국 반도체 산업에 투자하는 방법은 어떤 게 있을까요? 반도체 시장의 성장성이 뚜렷하다 해도, 투자할 때는 고려할 점이 많습니다. 반도체 생산 과정은 쉽게 이해하기 어려울 만큼 복잡하고, 기업마다 기술력에서도 차이가 있기 때문이에요. 어떤 기업이 유망한지 고르기 쉽지 않은 거죠.

대안으로는 반도체 산업에 투자하는 ETF가 꼽힙니다. 미국 반도체 산업을 대표하는 지수(Index)로는 ‘필라델피아 반도체 지수’가 있습니다.  1993년부터 산출된 이 지수는 반도체 산업을 아우르는 기업 30곳이 포함돼 있어요. 

투자자 사이에서 반도체 기업에 대한 투자가 인기를 끌면서 국내에도 이 지수를 추종하는 ETF가 상장돼 있습니다. 반도체 산업, 특히 미국 반도체의 저력에 투자하고 싶은 투자자라면 산업 전반에 투자하는 ETF 투자는 매력적인 대안이 될 수 있습니다.

Edit 남궁민 Graphic 이은호, 박세희

– 해당 콘텐츠는 2022. 7. 10. 기준으로 작성되었습니다.

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