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Intel CEO Pat Gelsinger는 반도체 부족 현상이 2024년까지 이어질 것이라고 밝혔습니다. 그는 이러한 현상이 일부는 기존 생산 라인뿐만 아니라 신규 라인에서 양산되는 신제품의 수요를 업계가 충족시키기 어렵기 때문이라고 설명했습니다.
McKinsey의 보고서에 따르면, 팹이 최대 가동률로 운영되더라도 시장 수요를 충족하기 어렵기 때문에 제품 리드타임이 6개월 이상으로 길어지고 있습니다.
보고서에서는 일반적으로 다른 산업에서는 부족 현상이 발생할 경우 제조사가 생산량을 늘려 대응하지만, 반도체 산업에서는 이처럼 간단하지 않다고 설명합니다. 반도체 팹 건설 및 생산 증설은 막대한 비용과 오랜 시간이 소요되며, 큰 확장에는 최소 1년, 신규 시설 건립에는 3년 이상이 걸릴 수 있어 빠르게 반도체 생산량을 늘리기 어렵게 만듭니다.
부족 현상의 또 다른 원인은 AI·머신러닝, 휴대폰, 고성능 컴퓨팅, 암호화폐 등 성장하는 산업 분야에서 필요로 하는 더 작고 고도화된 노드를 맞추기 위한 파운드리의 노력이 영향을 주고 있습니다.
지난 수십 년 동안 더 작고 빠른 부품에 대한 요구로 인해 한 칩 내 트랜지스터 수가 약 2년마다 두 배씩 증가하면서 기술 노드의 크기를 지속적으로 줄여야 했습니다. 이에 따라 제조사들은 첨단 칩 생산과 이를 위해 필요한 장비 투자에 집중해 왔으며, 첨단 CPU, GPU, 모바일 SoC와 같이 시장에서 요구하는 소형 노드의 부품 생산 라인과 생산 역량에 집중하고 있습니다.
예를 들어 TSMC는 최근 2025년까지 첨단 2나노 프로세서 생산을 시작할 것이라고 발표했습니다.
하지만 노드 크기의 중요성은 산업 및 기술 분야별로 다르며, 성숙하거나 특화된 공정 기술로 생산되는 수백 가지의 디바이스가 존재합니다. 일반적으로 성숙 공정 노드는 40nm 이상으로 정의되며, 기존 제조 공정이 필요합니다. 이러한 대형 노드는 고속 스위칭 등 특정 특성을 가지고 있기 때문에 적용이 적합한 경우가 많습니다. 자동차 산업은 LCD 드라이버, 전력 관리 컨트롤러 등 이러한 부품의 주요 수요처입니다.
파운드리가 컴퓨팅 및 스마트 디바이스 수요 충족을 위해 공정 및 기술 생산에 집중하면서 자동차 산업에서의 반도체 수요가 급증했고, 이는 전 세계적인 칩 공급 위기로 이어졌습니다. 시장조사기관 IDC에 따르면, 반도체 공급의 주요 제약 요소 중 하나가 성숙 공정 노드에 있다고 분석하고 있습니다.
보고서에 따르면, 2021년 생산된 반도체의 약 67%가 첨단 공정 노드(16nm 이하)가 아니라 성숙 공정 노드에서 제조된 것으로 나타났습니다.
성숙 노드에 대한 수요가 일반적으로 높은 것은 이들 부품이 자동차에 필수적이기 때문이기도 하지만, 파운드리 시장에서의 자본 투자는 주로 신기술에 집중되어 있고, 성숙 공정 기술 제조에는 제한적으로만 투자가 이루어지고 있습니다.
업계에서는 반도체 부족 현상의 본질적인 원인을 인식하면서 장기적인 반도체 수요 예측에 맞춰 전략을 전환하고 있습니다. 예를 들어 TSMC는 2025년까지 성숙·특화 노드 생산 역량을 약 50% 확대하겠다고 공개했습니다.
반면, 천재지변, 지정학적 리스크 등 외부 리스크 요인이 늘어나면서 반도체 공급망의 불안정성은 지속적으로 심화되고 있습니다.
