미국의 반도체 제조 우위 선점을 위한 노력의 성과

미국은 지난 몇 년간 전 세계 반도체 제조 산업에서 더 강력한 입지를 확보하기 위해 노력해 왔습니다. 가시적인 진전이 이루어지고는 있으나, 모든 진취적인 계획은 생각보다 시간이 오래 걸리는 법입니다.

2022년 8월, 반도체 제조업체가 미국에 새로운 제조 공장을 설립하도록 장려하기 위해 최대 520억 달러의 자금을 지원하는 '미국 반도체 지원법(CHIPS and Science Act)'이 법으로 제정되었습니다.^[1] 2022년부터 2032년까지 미주 지역의 팹 생산 능력은 203% 성장할 것으로 예상됩니다.^[2] 이로 인해 미국의 반도체 시장 점유율이 2012년 10%에서 2032년 14%로 느리지만 꾸준한 성장으로 이어질 것입니다. 하지만 정부 프로그램의 지원이 없었다면 미국 시장 점유율은 8%로 떨어졌을 가능성이 높다고 전문가들은 말합니다.

다양한 신규 빌드 프로젝트

물론 미국이 팹 생산 능력을 두 배로 늘리는 동안, 다른 국가들 역시 팹 증설에 매진하고 있습니다. SEMI의 최신 분기별 세계 팹 전망 보고서(World Fab Forecast)에 따르면, 반도체 업계는 2025년에 18개의 신규 팹 건설 프로젝트를 시작할 것으로 예상됩니다.³ 200mm 공장 규모 3개와 300mm 공장 규모 15개를 포함하는 이 신규 프로젝트는 2026년과 2027년에 가동을 시작할 예정입니다.

미주 지역(주로 미국)과 일본이 계획 중인 18개 반도체 팹 중 각각 4개씩을 건설하며 반도체 팹 건설을 주도하고 있습니다(그림 1). 그러나 유럽 및 중동과 중국 지역이 각각 3개로 그 뒤를 바짝 쫓고 있습니다.

그림 1: 미국과 일본이 계획 중인 18개 반도체 팹 중 각각 4개씩을 건설하며 반도체 팹 건설을 주도하고 있습니다. 그러나 유럽/중동과 중국이 각각 3개로 그 뒤를 바짝 쫓고 있습니다. (이미지 출처: SEMI)

새로운 반도체 팹을 구축하려면 40억 달러에서 200억 달러에 이르는 막대한 투자가 필요하며, 이러한 공장을 온라인 상태로 전환하는 빠른 방법은 없습니다. 비용에 영향을 미치는 요인은 클린룸의 유형, 장4비, 유체 관리 시스템, 제조 공정, 공장 규모 등 다양합니다.

이러한 다양한 투자는 최첨단 기술과 주류 기술을 모두 주도하고 있습니다. 생성형 AI(GenAI)와 고성능 컴퓨팅(HPC)은 최신 논리 및 메모리 기술을 사용합니다. 한편, 자동차 및 사물 인터넷(IoT)을 비롯한 다양한 시장에서는 대량의 메인스트림 칩을 필요로 합니다.

충분한 공급량을 확보하기 위해 곳곳에 팹이 생겨나고 있습니다. SEMI 보고서에 따르면 전 세계 반도체 업계는 2024년에 48개 프로젝트, 2025년에 32개 프로젝트를 시작하는 등 향후 2년간 97개의 신규 대량 팹을 가동할 계획입니다. 여기에는 300mm에서 50mm에 이르는 웨이퍼 크기의 제조 역량이 포함됩니다.

팹의 필요성이 강조되면서 반도체 매출이 급증하고 있습니다. 11월 반도체 매출은 2023년 11월의 479억 달러보다 20.7% 증가한 578억 달러를 기록했습니다(그림 2).⁴ 세계 반도체 시장 통계 기관(WSTS)에 따르면 이는 역대 최고 월별 매출이며, 18개월 연속 월 매출 증가에 따른 것입니다.⁴ 미주 지역은 다른 어떤 지역보다 좋은 성과를 거두고 있습니다. 전년 대비 매출은 미주 지역에서는 54.9% 증가한 반면, 다른 지역은 중국 12.1%, 아시아 태평양/기타 10.0%, 일본 7.4%, 유럽 -5.7%로 낮은 성장률을 나타냈습니다.

그림 2: 2024년 11월 전 세계 반도체 매출은 578억 달러를 기록하여 2023년 11월 총 479억 달러에 비해 20.7%가 증가했습니다. (이미지 출처: WSTS)

혁신의 규칙

이와 같은 모든 신호들은 긍정적인 방향을 가리키고 있지만, 제 경험상 많은 사람들이 생각하는 것보다 시간이 더 걸릴 것이라고 생각합니다. 주방 리모델링부터 회사 설립에 이르기까지, 복잡한 프로젝트는 보통 그렇게 진행됩니다. 반도체 산업의 상황은 그 지정학적 복잡성으로 인해 더욱 악화되고 있으며, 이는 당분간 계속될 것으로 보입니다.

그 예로, 2023년 대만 반도체 제조 회사(TSMC)는 2024년 애리조나에 새로운 공장을 설립할 예정이었으나 올해 말에나 설립이 가능할 것으로 보입니다. 복잡한 규정 준수 요구 사항, 현지 건설 규정, 광범위한 허가 절차, 공급망 중단, 미국 내 칩 공장 건설에 대한 규정 미비, 미국의 높은 화학 관련 비용 등 다양한 사유가 있었습니다^.5

마찬가지로 Intel은 올해 가동을 목표로 2022년 오하이오주 뉴올버니에 건설을 시작한 공장이 2027년이나 2028년에야 가동이 시작될 수 있을 것이라고 밝혔습니다. Intel은 일부 보고서에서 시장의 어려움과 미국 정부의 보조금 지급이 더디다는 점을 지적했습니다. 또한 원래 예상 일정이 3 ~ 5년이었으므로, 아직은 계획된 기간 내에 있다고도 했습니다.

낙관적으로 바라보는 것도 좋지만 현실도 직시해야 합니다. 반도체 팹을 구축하는 것은 복잡할 뿐만 아니라 비즈니스 환경 또한 예측하기 어렵습니다. 미국은 국내 반도체 인프라 구축에 박차를 가하고 있지만, 상당한 시간이 소요될 것입니다.

참고 자료

1: https://www.meritalk.com/articles/into-2025-chips-and-science-act-investments-year-in-review/(영문)

2: https://www.semiconductors.org/america-projected-to-triple-semiconductor-manufacturing-capacity-by-2032-the-largest-rate-of-growth-in-the-world/(영문)

3: https://www.prnewswire.com/news-releases/eighteen-new-semiconductor-fabs-to-start-construction-in-2025-semi-reports-302343486.html(영문)

4: https://www.semiconductors.org/global-semiconductor-sales-increase-20-7-year-to-year-in-november/(영문)

5: https://www.cio.com/article/3806430/delays-in-tsmcs-arizona-plant-spark-supply-chain-worries.html(영문)