MCU, PMIC(전력 관리 칩), 디스플레이 드라이버 IC, MOSFET부터 자동차 칩, 가전 칩, 웨어러블 기기에 필요한 블루투스 및 터치 칩까지… 올해 하반기부터 웨이퍼 생산 단계에서 하류 칩 제조업체로 생산 능력 부족 현상이 점차 확산되면서 다양한 칩 제품군에서 공급 압박이 나타나고 있습니다. 이러한 공급 부족 현상의 주요 원인은 무엇일까요? 설계, 웨이퍼 파운드리, IDM 업체들은 이러한 ‘품절 사태’를 어떻게 바라보고 있으며, 어떤 대응책을 마련할 계획일까요?

칩 공급이 전반적으로 부족합니다.

"간단히 말해서, 전체 하류 산업망이 영향을 받았고, 현재 우리는 제품 공급이 불가능한 상태입니다." 한 무선 통신 칩 회사 관계자는 중국전자신문에 "일부 파운드리 업체들은 오랫동안 유지해 온 기존 고객 할인 혜택을 취소했고, 모두가 생산 능력 확보에 혈안이 되어 있다"고 말했다.

기자는 통신 칩뿐만 아니라 MCU와 메모리 등 다른 로직 IC들도 정도의 차이는 있지만 공급 부족 현상을 겪고 있다는 사실을 알게 되었습니다. 특히 가전제품, 소비자 전자제품 등에 사용되는 MCU는 하위 시장의 불안감이 매우 큽니다. 장기 주문을 통해 공급을 확보하지 못하면 하위 제조업체들이 직접 구매할 수 있는 MCU 공급처를 찾기가 어렵기 때문입니다.

사이텅 마이크로일렉트로닉스의 황지포 회장은 기자들에게 "상반기 유럽과 미국 제조업체들의 공급 부족은 주로 해외 공급 부족 때문이었는데, 이제는 국내 공급 부족으로 전체 산업망이 품절 사태에 직면하고 있다"고 말했다. 그는 또한 "우리는 자동차용 MCU에 집중하고 있다. 자동차 공급망은 비교적 안정적이고 장기 재고를 확보하고 있어 공급이 안정적이다. 하지만 소비자용 MCU, 특히 시장 점유율 확보가 미흡한 기업들은 재고가 부족한 경우가 많다. 파운드리 생산 능력이 한계에 다다르면 공급 부족 문제에 직면하게 될 것"이라고 덧붙였다.

아날로그 IC 역시 이번 "품절 사태"의 영향을 받았으며, 특히 PMIC가 가장 큰 타격을 입었습니다. 아날로그 칩 주요 제조업체 대부분이 IDM(통합 반도체 제조업체)으로 일정 수준의 자체 생산 능력을 보유하고 있음에도 불구하고, 고객 수요 급증과 긴 반도체 생산 주기로 인해 납기 지연과 하류 시장의 공급 압박이 가중되었습니다.

온 세미컨덕터의 전략, 마케팅 및 솔루션 엔지니어링 담당 수석 부사장인 데이비드 소모는 기자들에게 "지난 3분기 동안 당사 내부 생산 네트워크의 가동률은 약 70%였으며, 고객 수요 또한 증가하고 있습니다."라고 말하며, "업계 전반적으로 주문 생산 리드 타임이 고객 수요 증가 속도를 따라잡기 어려운 과제로 작용하고 있습니다. 예를 들어, 전처리부터 후처리 포장 및 테스트에 이르는 전체 생산 주기는 약 10주가 소요됩니다. 수요가 급증하면 공장에 주문 ​​적체가 발생하여 생산 소요 기간이 더욱 길어지게 됩니다."라고 지적했습니다.

2020년 상반기와 하반기 수급 상황이 역전된 주요 원인은 다음과 같습니다.

"현재 생산 능력에 대한 수요는 매우 강하며, TSMC는 시장 수요에 맞춰 적극적으로 계획을 수립하고 있습니다." TSMC는 중국전자신문과의 인터뷰에 대한 서면 답변에서 "원격 학습, 재택 근무, 데이터 센터 확장 등의 요인으로 시장 수요가 급증했습니다. 여기에 (하위 고객사의) 공급망 안정성 확보에 대한 요구가 더해지면서 ​​반도체 산업 공급망의 최전선에 있는 웨이퍼 팹에 대한 시장 수요가 증폭되었습니다."라고 밝혔습니다.

TSMC가 밝혔듯이, 2020년 최대의 블랙 스완 사건인 코로나19 팬데믹은 한편으로는 재택근무 및 '재택 경제'와 같은 새로운 비즈니스 형태의 발전을 촉진하여 특정 칩에 대한 시장 수요를 증가시켰지만, 다른 한편으로는 하위 고객들의 사재기를 유발하여 웨이퍼 파운드리의 생산 능력에 대한 압력을 가중시켰습니다.

2020년 하반기에 접어들면서 경제 환경의 변화는 반도체 공급 상황에 대한 코로나19 팬데믹의 영향을 더욱 증폭시켰습니다. 상반기에는 국제 물류 차질로 소비 심리가 위축되었고, 많은 제조업체들이 재고 확보에 소극적이었습니다. 그러나 하반기에는 주요 경제국의 구매관리자지수(PMI)가 상승세를 보이며 시장 수요가 반등했고, 이에 따라 생산능력 수요가 급증했습니다.

황지포는 "올해 상반기 전염병 사태로 제조업체들은 재고가 부족했고, 정상적인 영업조차 축소했다. 이제 시장이 회복되고 실질적인 수요가 나타나면서, 제조업체들이 이전에 업계에 대해 비관적인 전망을 했던 탓에 재고가 고객 수요를 따라가지 못하는 상황이 벌어지고 있다"고 말했다.

소모는 또한 올해 상반기와 하반기에 공급 상황이 역전된 것이 이러한 "품절 사태"의 중요한 원인이라고 지적했습니다.

소모는 "현재 이른바 '품절 현상'은 상반기 공급량의 급격한 감소와 많은 사람들이 예상하지 못했던 하반기의 급격한 반등으로 인해 발생했을 수 있다. 다시 말해, 많은 기업들이 처음에는 주문을 중단했다가 이후 수요 증가에 대비해 대량 주문을 했고, 이것이 현재의 품절 사태로 이어졌을 가능성이 있다"고 말했다.

하류 수요는 회복되고 있지만, 공급 측면은 물류 및 생산 능력에 의해 제한됩니다.

신모리서치의 구원쥔 수석 분석가는 기자들에게 "반도체 산업의 거시적 구조 관점에서 볼 때, 중국 본토 산업의 공급망은 여전히 ​​주로 국제적입니다. 현재 전 세계적인 전염병이 여전히 확산되고 있고, 산업 공급망의 물류가 여전히 원활하지 않아 공급 부족 현상이 심화되고 있습니다."라고 지적했습니다.

이번 공급 부족 사태에서 가장 심각한 공급난을 겪고 있는 PMIC와 MCU는 일반적으로 8인치 웨이퍼 파운드리를 사용한다는 점에 주목할 필요가 있습니다. 그러나 비용 효율성과 설비 부족으로 인해 8인치 생산 능력이 하류 수요를 따라가지 못하는 상황이 지속되어 왔습니다. 하류 시장이 급격히 반등하면서 8인치 파운드리 생산 능력 부족 문제가 더욱 두드러지게 나타났습니다.

"반도체 장비 제조업체들은 주로 12인치 장비를 생산하기 때문에 8인치 장비용 신규 장비가 부족합니다. 생산 확장은 주로 기존 장비나 재활용 장비에 의존하기 때문에 용량 확장이 상대적으로 제한적입니다."라고 구원쥔은 지적했다.

제조업체들은 공급 압박 해소를 위해 적극적으로 노력하고 있습니다.

시장 반등, 사재기, 파운드리 생산 능력 부족 등 여러 요인이 복합적으로 작용하면서 팹리스, 파운드리, IDM 등 주요 반도체 제조업체들은 하위 고객에 대한 공급 능력을 향상시키기 위해 상응하는 대응책을 마련하고 있다.

인수, 생산 확장, 상하류 협력 강화… IDM(통합 반도체) 제조업체인 ON Semiconductor는 생산 능력 압박에 대응하기 위해 다양한 조치를 취해왔습니다. 여기에는 일본 후지쓰의 아이즈와카마쓰 8인치 웨이퍼 공장 지분 과반수 인수와 미국 뉴욕주 이스트 피시킬의 12인치 웨이퍼 공장 인수가 포함됩니다. 현재 두 공장 모두 증가하는 수요에 맞춰 생산 능력을 확장하고 있습니다.

"저희 부품의 80%는 자체 공장에서 생산되고 있으며, 주문 조립(ATO) 방식으로는 그 비율이 70%에 달합니다. 제조, 포장, 테스트 파트너들과 협력하여 생산 능력을 지속적으로 확대하고 공급 역량을 개선하고 있습니다."라고 소모는 강조했다.

동시에 주요 파운드리 제조업체들은 생산 능력을 확장하고 설비 가동률을 최적화함으로써 하류 고객에 대한 부담을 완화하고 있습니다.

TSMC 관계자는 기자들에게 "TSMC는 고객의 요구에 적극적으로 대응하기 위해 기존 생산 능력 활용도를 지속적으로 최적화할 것"이라고 밝혔다.

SMIC는 상하이 증권거래소 온라인 질의응답을 통해 "핵심 부품 부족" 문제에 대한 질문에 대해 시장 및 고객 요구에 따라 생산 능력과 플랫폼 개발을 확대하고 회사의 핵심 경쟁력을 지속적으로 강화해 나갈 것이라고 밝혔습니다.

웨이퍼 파운드리와 최종 고객을 연결하는 팹리스 제조업체들은 점점 더 많은 제조업체들이 상류 공급망과의 장기적인 협력 관계를 구축하고 하류 시장에 대한 연구 역량을 강화하기 위해 선택하는 주요 업체가 되고 있습니다.

황지포는 "하류 고객 및 상류 공급업체와의 소통을 강화하고, 지역 공급망의 장점을 최대한 활용하며, 파트너와 함께 어려움을 극복해 나갈 것"이라고 강조했다.

구원쥔은 또한 팹리스 제조업체들이 생산 능력 위기에 대해 공급과 수요 양쪽 측면에서 모두 대처해야 한다고 말했다.

구원쥔은 "수요 측면에서는 시장 예측과 고객 수요 분석을 신중하게 해야 하고, 공급 측면에서는 공급망 관리를 강화하고, 상류 부문에 대한 가격 인상을 선제적으로 단행하고 생산 능력을 확보함으로써 공급 안정성을 높여야 한다"고 말했다.

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