끝이 보이지 않는 긴 그림자를 드리우는 세계적인 칩 공급 부족 사태

예전에는 수준이 높은 기술과 수준이 낮은 기술의 제품 간의 명확한 차이가 있었지만 지금은 전기 칫솔부터 위성까지 모든 제품에 전자 부품을 통한 인텔리전스 기술이 적용되어 있습니다. 또한 많은 제품에 상상도 할 수 없을 만큼 많은 칩이 들어가 있습니다. 1990년에는 평균적인 고급 자동차에 7개~30개의 반도체가 사용되었습니다. 당시에는 반도체의 수가 300개까지 증가할 것으로 예상되었습니다.

결국 이 예측은 크게 빗나갔습니다. 현재 일반적인 자동차에는(고급 모델뿐 아니라) 다양한 서브 시스템에 걸쳐 평균 1,300개의 반도체가 사용됩니다. 1990년에는 상상도 할 수 없었던 일이 최소한 최근까지는 당연하게 받아들여졌습니다. 역사학자들이 '2021년 칩 부족 사태'라고 부를 만한 상황으로 인해 자동차와 우리가 사용하는 다른 모든 장치에서 반도체가 얼마나 중요한 역할을 하는지 다시금 깨닫게 되었습니다.

이러한 장치들이 점점 구하기 어려워지고 가격이 상승하면서 소비자들도 불편을 겪을 수 있지만 다양한 분야에서 큰 어려움을 겪고 있습니다. 전자 부품 제조업체 및 유통업체들은 긴 리드 타임에도 불구하고 고객의 공급 수요를 충족하기 위해 밤낮을 가리지 않고 일하고 있습니다. 제품이 진열되어 있어야 할 매장 선반은 비어 있는데 화물선들은 정박할 곳 없이 떠돌고 있는 상황을 장치 제조업체들은 안타깝게 바라보고 있습니다.

어떻게 이런 상황에 오게 되었는지는 알고 있지만 상황이 얼마나 악화될지, 그리고 언제쯤 나아지게 될지는 알 수 없습니다.

부족 현상의 원인

일반적으로 주 단위로 측정되던 반도체 리드 타임이 지금은 12개월~15개월인 경우가 흔해지면서 연 단위로 측정되고 있습니다. 이러한 현상의 원인은 다음과 같은 여러 시장 상황이라고 볼 수 있습니다.

1. Covid-19: 봉쇄 조치 기간 동안 공급망 문제와 중단이 빈번하게 발생하는 한편 인공 호흡기, 온도계, 기타 인명 구조 장비와 같은 의료 기기를 생산하는 의료 제조업체들로부터의 수요 증가율이 급상승했습니다.
2. 부실한 수요 계획: 잠재적인 비즈니스 당면 과제에 직면한 고객과 제조업체들은 비즈니스 기회가 감소할 것을 예상하여 지출을 줄이고 칩과 최종 제품의 공급을 줄였습니다.
3. 수요 급증: 자동차, 가전, 홈시어터 시스템, 게임 콘솔, 기타 제품에 대한 수요가 급증했습니다. 재택 근무자와 학생들이 모든 컴퓨터 및 관련 생산성 장치 재고 대부분을 바닥냈습니다.
4. 업계의 변화: 최첨단 주문 생산 공장 건설 비용이 일부 추정치에 따르면 평균 150억~200억 달러로 매우 높습니다. 게다가 이러한 공장 건설에는 시작부터 2년 이상의 긴 시간이 소요됩니다. 현재 주문 생산 공장들은 전면 가동되고 있지만 증가한 수요를 충족하기 위해 생산을 늘리는 것이 어려운 것은 분명하고, 많은 고객이 칩 부족과 함께 가격 상승을 받아들일 수밖에 없습니다.
5. 신기술: 인공 지능(AI), 전기 자동차(EV), 클라우드 컴퓨팅, 5G 네트워크와 같은 첨단 기술에는 어느 때보다도 많은 칩이 필요합니다. 수요는 계속해서 상승할 것입니다.
6. 기후 변화: 기후 패턴이 변화하면서 홍수, 기상 이변, 화재를 비롯한 다양한 자연재해가 발생하여 전자 제품 공급망에 영향을 미쳤습니다.

그림 1: 주로 팬데믹으로 인한 변화 때문에 지난 한 해 동안 반도체 산업에서의 판매량이 급증했습니다. (이미지 출처: Semiconductor Industry Association)

게다가 반도체 부족 현상이 헤드라인을 장식하고 있지만, 유통업체들에 따르면 이러한 부족 현상은 다른 부품으로 확대되었습니다. 저항기, 커패시터, 그리고 발진기와 같이 반도체를 기본적인 부품으로 사용하는 제품들도 구하기 어려워졌습니다. 여기에 더해, 전자 부품 생산에 필요한 수지와 일부 귀금속과 같은 다양한 소재에 대해 여러 제약이 적용됩니다.

첨단 반도체와 리드 프레임에 사용되는 기판도 공급이 부족합니다. 재료뿐만이 아닙니다. 인력 공급도 부족하여 인적 자원을 찾는 것이 지속적인 당면 과제가 되었습니다. 이러한 다양한 상황을 고려하면 이 문제는 몇 주 또는 몇 달 만에 해결되지 않고 부족 현상이 수년간 지속될 것으로 보입니다.

과소평가된 문제의 심각성

이 문제의 규모와 범위는 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. '칩 부족 현상이 전자 부품 산업에 미치는 영향'이라는 제목의 최근 Industry Tech Days 기조 강연에서, Microchip Technology 회장 Steve Sanghi는 Microchip Technology 2분기 순 판매량은 15억 달러이지만 공급 부족으로 인해 이행하지 못한 주문이 순 판매량의 50%에 달한다고 밝혔습니다. Steve Sanghi는, “팬데믹 이전 수준을 정상이라고 치면, 총 백로그가 정상의 4배에 이른다”며 판매하는 모든 제품의 리드 타임이 52주 이상이라고 덧붙였습니다. Steve Sanghi는 반도체 업계가 앞으로 1년 이상은 공급 부족으로 인한 어려움을 겪을 것으로 예측합니다.

칩 공급 부족으로 인해 생산을 중단할 수밖에 없었던 자동차 제조업체들은 빙산의 일각에 불과할 수 있습니다. 반도체 회사와 고객들이 더욱 새롭고 마진이 더 많이 남는 설계로 전환함에 따라, 자동차 설계에는 용량 수요가 더 고정적이고 예측 가능한 오래된 반도체가 사용되는 경우가 많습니다. 하지만 이제 여러 시장 조사 기관에서는 다른 시장들을 우려의 눈으로 바라보고 있습니다. 가장 대표적인 시장은 휴대전화 산업입니다.

이번 달 Apple에서는 소비자에게 두 가지 새로운 휴대 전화와 태블릿 모델을 발표하고 출시했습니다. 이러한 성과는 우수한 공급망과 신중한 계획 덕분입니다. 다른 전화기 제조업체들은 아직 준비가 덜 되었을지 모르지만, 스마트폰 판매량은 증가하고 있습니다. Gartner는 2021년 1분기 스마트폰 판매량이 전년 대비 26% 증가한 사실에 관해, 전체적인 휴대전화 판매량이 전년 대비 22% 증가했다는 사실을 밝혔습니다. Gartner는 세계적인 칩 공급 부족이 스마트폰 업계에는 영향을 미치지 않았다고 하지만, Gartner 애널리스트들은 영향이 있었을 가능성이 충분하며, 따라서 휴대전화 가격이 상승할 수 있다고 지적합니다.

그림 2: 공급망 내 반도체의 재고를 나타내는 Gartner 지수를 보면, 공급 부족 현상이 올해 중반까지는 계속될 것으로 보입니다. (이미지 출처: Gartner, 2021년 5월)

프로세싱 기능에 대한 수요는 절대 감소하지 않을 것입니다. 우리는 계속해서 더 많은 전자 부품이 적용된 더 많은 장치를 사용하게 될 것입니다. 많은 측면에서 전자 제품 업계의 미래는 밝지만, 고충을 줄일 수 있으려면 적합한 공급망 인프라를 구축하는 것이 매우 중요합니다. 칩 제조업체의 새로운 주문 생산 공장과 유통업체 보유 재고를 위한 수용량 확대로, 강력한 공급망을 통해 미래에 투자하고 세심한 고객 관계 관리 리소스에 투자하면 결실을 얻을 수 있을 것입니다.

참고 자료:

1: https://www.allaboutcircuits.com/tech-days/summer-2021/

2: https://www.apple.com/newsroom/2021/09/iphone-13-lineup-new-ipad-mini-and-ninth-generation-ipad-arrive-worldwide/