2020년 2분기까지 코로나19로 인해 대폭 줄어들었던 차량 생산이 2020년 하반기부터 정상화되면서 갑작스럽게 치솟은 차량용 반도체 수요를 공급이 따라가지 못하고 있다.
전 세계적인 차량용 반도체 부족 사태가 심화되면서, 주요 자동차 기업들이 생산량 감축에 나서는 등 자동차 산업 전반으로 반도체 부족의 여파가 퍼져나가고 있다.
코로나19로 인해 받은 타격에서 막 회복하려는 시점에 자동차 업계가 맞닥뜨린 반도체 부족 사태는 자동차 산업 전반에 걸쳐 큰 영향을 가져오고 있다.
전문가들은 현재의 차량용 반도체 부족이 복합적인 이유에서 발생한다고 분석한다. 주요한 원인 중 하나는 소비가전, 5G 핸드폰 및 통신망, 게임·IT 플랫폼과 기기 수요가 코로나19와 맞물려 급상승하면서 가전제품에 필수적으로 사용되는 반도체의 수요가 높아진 것이다.
반면, 자동차산업은 2020년 3분기까지 코로나19의 영향으로 고전을 면치 못했기에 주요 반도체 공급업체들이 차량용 반도체보다 가전제품용 반도체 주문을 먼저 접수하고 생산에 착수한 것으로 보인다.
현재의 반도체 부족 문제의 가장 큰 이유는 자동차 산업에서 마이크로컨트롤러(Microcontroller) 또는 MCU(Micro Controller Unit) 칩에 대한 수요가 폭발적으로 증가하는데 반해, 이를 생산하는 기업은 적기 때문이다.
MCU는 평균 40나노밀리미터(40nm)의 초소형 칩으로, 이 칩을 제조하는 공정은 매우 높은 자본과 기술력을 요구한다. 따라서 MCU 칩을 공급할 수 있는 공장이 한정적이며, 주요 반도체 기업들은 직접 공장을 가지지 않고 위탁생산을 통해 반도체를 생산한다.
현재 전 세계 자동차용 MCU 점유율의 70%를 대표적인Foundry (반도체 수탁생산) 기업인 TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company)가 차지하는데, TSMC가 2020년 전반적인 생산량 제한을 발표하며 자동차용 MCU 공급에 병목현상이 생기고 있다.
하나의 집적회로 안에 프로세서, 메모리, 입출력 버스 등 최소한의 컴퓨터 요소를 내장해 만든 MCU는 모든 전자기기에 필수적으로 들어가는 부품으로 최근에 자동차가 전자기기화되면서 자동차에도 없어서는 안될 부품이 됐다.
자동차용 MCU는 파워트레인, 전자 안정 제어장치, 차체 제어 모듈, 첨단 운전자 지원시스템(ADAS) 등 차내 다양한 부분에 사용되고 있다.
반도체 부족 사태로 전 세계에서 1분기 하루 이상 생산을 중단한 자동차 공장이 전 세계적으로 85곳에 이르며, 북미 23곳, 유럽 26곳, 아시아태평양 지역 36곳으로 보고되었다. 이로 인하여 1분기 전세계 약 70만 대의 차량 생산이 줄어 든 것으로 보인다. 북미에서는 Ford, Stellantis(FCA-PGA 합병회사), Honda, Toyota 등의 완성차 기업이 1월부터 생산량을 줄이기 시작했으며, 2월 에는 GM도 북미 내 3군데 생산 공장을 일주일간 중단시켰다.
전문가들은 복잡한 반도체 제조 공정을 고려했을 때 현재의 차량용 반도체 부족 사태가 단기간에 해결되긴 어려울 것이라는 전망을 내놨다. 반도체 부족사태가 2021년 3, 4 분기까지는 지속될 것이며, 반도체 제조공장들이 생산 역량을 재배치하고 소비 가전에 대한 수요가 잠잠해져야 공급이 정상화될 것이라는 분석이다.
