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자동차용 반도체의 공급 부족은 일시적인 차질을 빚을 것으로 예상되지만, 공급업자들은 2021년 경차 생산 전망을 바탕으로 수요를 흡수할 것이라는 전망이 나왔다. 

23일(현지시각) IHS마킷은 이 같은 내용의 자동차 반도체 공급 제약에 대한 분석 보고서를 발표했다. 

보고서에 따르면, 코로나19 대유행으로 인해 2020년 대부분의 수요가 감소함에 따라 자동차 회사와 1차 공급업체(Tier 1)는 재고를 줄였다. 자동차 반도체 제조업체들은 외부 파운드리에 대한 주문을 취소한 반면, 내부 용량은 의도적으로 혹은 전염병으로 인해 인력 가용성이 감소한 결과로 중단되거나 느려졌다. 

그러나 지난 몇 달 동안 산업이 개방되고 자동차 수요가 증가하면서 공급망에 차질을 빚을 조짐이 보이고 있다. 지난주, 주요 공급업체와 OEM 업체들은 반도체 부족이 세계 최대 자동차 시장인 중국 본토의 자동차 생산에 영향을 미칠 수 있다고 제안했다. 이는 중국자동차공업협회(CAAM)에 의해 확인되었는데, 중국자동차공업협회는 이 부족으로 인해 2021년 첫 3개월 동안 일부 자동차 생산에 "상대적으로 큰 영향"이 끼칠 것임을 시사했다. 

주요 반도체 제조업체들도 이러한 부족을 인정했고, 가격 인상은 결과로 이어질 수 있다. 이러한 칩은 주로 전자식 안정성 프로그램(ESP) 및 엔진 제어 장치(ECU)에 사용된다. 또한, 수입 마이크로컨트롤러의 공급 문제에 대한 보고가 있어 인도의 자동차 시장 수요에 대한 공급 능력이 저하되고 있는 것으로 나타났다. 

반도체 공급에 대한 멀티마켓 수요

2020년 3·4분기 자동차 산업의 회복은 공급망에 어느 정도 스트레스를 주기 시작했다. 한 예로, IHS마킷은 2020년 4분기에 다른 산업 전반에 걸친 반도체 수요가 예상보다 높은 비율로 증가했다고 추정했다. 

5G 기능을 활용한 새로운 스마트폰 생산의 증가와 소니의 플레이스테이션 5와 마이크로소프트의 X박스 시리즈 X를 포함한 새로운 게임 플랫폼의 최근 출시로 인해 이러한 세그먼트는 수요가 적은 반면, 자동차 제조업체들의 조기 취소로 인해 사용할 수 있는 프론트엔드 용량을 소비하게 되었다. 게다가 크리스마스와 설날이 다가옴에 따라 특히 외부 파운드리에서는 여유 용량이 부족한 실정이다.

xEV(전기차) 시스템에는 기존의 추진 시스템보다 훨씬 더 많은 반도체 함량이 요구된다는 점을 감안할 때, xEV의 성장은 자동차 산업에서 반도체에 대한 수요가 증가하고 있다. 이러한 하이브리드 및 완전 전기 자동차(EV)에는 종종 고급 운전자 지원 시스템(ADAS) 및 인포테인먼트 기능이 장착되어 있다. 이러한 첨단 엔터테인먼트 시스템, 디지털 클러스터, 헤드업 디스플레이(HUD), 안전 기능 및 ADAS 기술은 고도로 발전된 프로세스 노드를 필요로 하며, 이미 제한된 파운드리에 추가적인 압력을 가할 가능성이 있는 시스템 온 칩(SoC) 설계를 필요로 한다.

정상으로 복귀?

필 앰스러드(Phil Amsrud) IHS마킷 수석 연구원은 “현재의 과제는 자본 지출 증가를 해결해야 하는 구조적 문제가 아니며, 이는 휴가 전에 신제품으로 웨이퍼 팹 용량을 소비하는 비자동차 부문으로 인한 완벽한 폭풍의 결과”라면서 “자동차용 칩 생산 복구가 시작되기 전에 인텔이 TSMC와 맺은 역사적인 주문과 더불어 자동차 고객이 다른 부문과 최우선 순위를 공유해야 하는 상황이 겹치면서 2021년 상반기는 업계에 어려운 시기가 될 것으로 보인다”고 전망했다. 

공급 문제를 극복하기 위한 기회로 일부 공급업체는 내부 웨이퍼의 기능과 우선순위를 재고하고 있으며, 파운드리의 제약으로 인해 일부 생산을 사내로 가져오는 옵션을 모색하고 있다. 가격 인상도 일부 협력업체에는 선택사항이지만 2021년 계약이 시작되는 등 상황이 다소 복잡하다. 공급업체들은 용량 계획에 대한 장기적인 가시성과 빌딩 리스크 인벤토리에 갇힐 수 있는 위험을 최소화하기 위해 고객과의 긴 계약을 제한하려는 움직임이다. 

앰스러드 연구원은 "리드 시간이 26주 미만으로 단축되기 시작하고 MCU(마이크로컨트롤러) 및 SoC의 경우 통상 12∼16주 내에 도달할 때까지 당면 과제가 남아 있다”면서 “MCU는 독점 아키텍처가 있기 때문에 한 공급업체에서 다른 공급업체로 이동하기가 어렵다. 때문에 리드 타임 증가의 영향은 다른 제품 유형과 비교할 때 MCU와 SoC에 영향을 미칠 것”이라고 내다봤다. 반면에 메모리, 표준 로직, 디스크리트 및 전원 장치에는 일반적으로 자격을 갖춘 여러 공급 업체가 있다고 덧붙였다.

현재, 다가오는 장기적인 할당 위기의 징후는 없지만, 2010년처럼 할당 위기가 발생할 실제 위험은 1차 공급업체와 자동차 회사들이 리드 타임이 길어질 때 당황한 나머지 필요한 것보다 더 많은 주문을 받는 경우에 있다. 주문이 폭증하면 공급업체가 실제 수요를 잘못 해석하여 수요와 공급의 불균형을 초래할 수 있다. 이는 특히 마이크로컨트롤러와 같은 다목적 칩의 경우 2021년 상반기에 더 많은 부족을 초래할 수 있으며, 이로 인해 2021년 하반기에 과잉 칩 생산량을 모두 흡수하기 위한 재고 조정이 필요할 수 있다.

이에 대해 IHS마킷은 “반도체 공급업체는 2021년 경차 생산 전망치를 토대로 수요를 흡수할 수 있어야 한다”며, “리드 타임이 크게 증가했음에도 불구하고, 미국의 픽업트럭과 같은 수요가 많은 차량의 부족에 대한 일화적인 에피소드는 거의 없을 것 같으며, 업계 전반의 중단은 없을 것”이라고 전망했다.