몇 년 전 뉴스를 보면 "차량용 반도체 품귀로 신차 출고 지연"이라는 표현이 계속 나왔던 기억이 있다. 자동차와 반도체가 무슨 상관인가 싶었는데, 알고 보니 요즘 자동차는 반도체 없이는 아예 굴러가지 못하는 수준이라는 걸 이번에 공부하면서 제대로 이해하게 됐다. 왜 이런 품귀 현상이 벌어졌는지 원인과 배경을 정리해본다.
자동차 한 대에 반도체가 이렇게 많이 들어간다는 사실
먼저 놀랐던 건 자동차 한 대에 들어가는 반도체 개수였다. 요즘 자동차는 엔진 제어, 브레이크 시스템, 에어백, 파워윈도우, 인포테인먼트, 센서 제어까지 거의 모든 기능이 전자적으로 제어되는데, 이 하나하나의 기능마다 별도의 반도체가 필요하다. 일반 내연기관 차량에도 수백 개, 전기차나 자율주행 기능이 탑재된 차량에는 수천 개의 반도체가 들어간다는 걸 찾아보며 알게 됐다. 자동차가 단순한 기계장치가 아니라 사실상 바퀴 달린 컴퓨터에 가까워지고 있다는 표현이 왜 나오는지 이해가 됐다.
코로나19가 촉발한 품귀 현상
차량용 반도체 품귀 현상이 크게 부각된 계기는 코로나19 팬데믹이었다는 걸 찾아보며 알게 됐다. 팬데믹 초기 자동차 수요가 급감할 것이라 예상한 완성차 업체들이 반도체 주문을 대거 취소했는데, 이 시기 반도체 파운드리들은 오히려 재택근무와 비대면 활동 증가로 급증한 노트북, 가전, 게임기 수요에 맞춰 생산라인을 재배치했다.
문제는 예상과 달리 자동차 수요가 빠르게 회복되면서 벌어졌다. 완성차 업체들이 다시 반도체 주문을 늘리려 했지만, 파운드리 생산라인은 이미 다른 제품군으로 채워져 있었고, 차량용 반도체 생산 능력을 다시 늘리는 데는 상당한 시간이 걸렸다. 이 수요와 공급의 시차가 결국 심각한 품귀 현상으로 이어졌다는 걸 이해하게 됐다.
차량용 반도체가 가진 특수성
여기서 궁금했던 부분은 왜 자동차 업체들이 다른 제품용 반도체를 급하게 차량용으로 돌려쓰지 못했느냐는 점이었다. 찾아보니 차량용 반도체는 일반 소비자 가전용 반도체와는 요구되는 기준 자체가 다르다는 걸 알게 됐다. 자동차는 영하의 추위부터 엔진룸의 고온까지 극한의 온도 환경에서도 안정적으로 작동해야 하고, 사람의 생명과 직결되는 안전 기능에 쓰이기 때문에 훨씬 엄격한 신뢰성 검증과 인증 절차를 거쳐야 한다는 것이었다.
이 때문에 차량용 반도체는 일반적으로 스마트폰이나 PC용 반도체보다 미세공정 수준은 낮지만, 대신 내구성과 안정성 검증에 훨씬 오랜 시간이 걸린다. 그래서 파운드리 입장에서도 차량용 반도체는 상대적으로 부가가치가 낮으면서 인증 절차가 까다로운 제품군으로 여겨져, 팬데믹 기간 동안 우선순위에서 밀렸다는 분석을 확인할 수 있었다.
품귀 현상이 남긴 교훈
이 사태를 겪으면서 자동차 업계와 각국 정부가 얻은 교훈도 흥미로웠다. 완성차 업체들이 반도체 재고를 최소화하고 필요한 만큼만 주문하는 이른바 "적시생산방식(JIT)"에 지나치게 의존했던 것이 이번 품귀 사태를 더 키운 원인 중 하나로 지적됐다는 걸 알게 됐다. 재고를 거의 두지 않는 효율적인 생산 방식이 평소에는 비용을 절감해주지만, 이런 공급망 충격이 발생했을 때는 오히려 취약점으로 작용한다는 걸 이번 사례를 통해 확인할 수 있었다.
이후 완성차 업체들은 반도체 공급망을 다변화하고, 일부는 반도체 기업과 직접 장기 공급 계약을 맺는 방식으로 전략을 바꾸고 있다는 소식도 찾아볼 수 있었다. 자동차 업체가 반도체 기업과 직접 협력한다는 게 예전에는 낯선 그림이었는데, 이제는 자동차 산업 자체가 반도체 공급망 관리 역량을 핵심 경쟁력으로 여기게 됐다는 걸 이해하게 됐다.
전기차, 자율주행이 상황을 더 복잡하게 만드는 이유
찾아보다가 새롭게 알게 된 부분은 전기차와 자율주행 기술이 발전할수록 차량용 반도체 수요가 더 가파르게 늘어난다는 점이었다. 전기차는 배터리 관리, 모터 제어, 충전 시스템 등에 내연기관 차량보다 훨씬 많은 전력 반도체가 필요하고, 자율주행 기능이 고도화될수록 주변 환경을 인식하고 판단하는 데 필요한 고성능 연산용 반도체 수요도 함께 늘어난다는 걸 알게 됐다. 결국 자동차 산업의 전동화, 지능화 흐름 자체가 반도체 수요를 구조적으로 밀어올리고 있는 셈이었다.
이런 흐름을 알고 나니, 앞으로 전기차와 자율주행 시장이 커질수록 차량용 반도체를 둘러싼 공급 경쟁도 더 치열해질 수밖에 없겠다는 생각이 들었다. 실제로 여러 반도체 기업들이 차량용 전력 반도체나 자율주행용 연산 칩 시장에 새롭게 뛰어들고 있다는 소식도 함께 찾아볼 수 있었는데, 이는 단순히 과거의 품귀 사태를 되풀이하지 않으려는 대응이자 동시에 새로운 성장 시장을 선점하려는 전략으로 보였다.
정리하며
차량용 반도체 품귀 사태를 공부하면서, 자동차 산업이 이제 얼마나 반도체 산업과 밀접하게 연결되어 있는지 실감하게 됐다. 자동차 한 대를 만드는 데 필요한 반도체가 수천 개에 달하고, 그중 하나만 부족해도 완성차 생산 자체가 멈출 수 있다는 사실을 알고 나니, 앞으로 자동차 산업 뉴스를 볼 때도 반도체 공급망 상황을 함께 살펴봐야겠다는 생각이 들었다. 특히 전동화와 자율주행이라는 큰 흐름이 반도체 수요를 계속 밀어올리고 있는 만큼, 이 둘의 관계는 앞으로 더 긴밀해질 것 같다. 반도체 공급망이 안정적으로 뒷받침되지 않으면 자동차 산업의 전동화 전환 속도 자체도 영향을 받을 수 있다는 점을 계속 염두에 두고 지켜봐야겠다.