[디지털비즈온 김맹근 기자] 미국의 반도체 육성 전략은 미국 반도체 기업은 부가가치가 높은 디자인 및 설계에 필요한 전자 설계 자동화 툴(Electronic Design Automation, EDA)과 핵심 지적재산권 (Core IP) 등의 시장에 특화되어 있다. 특히 EDA 분야에서는 미국이 96%의 점유율을 차지하고 있을 만큼 반도체 설계 분야에서 압도적 우위를 점유하고 있다. 그러나 미국은 반도체 제조 능력에 있어서 그 비중이 감소하고 있다.
미국 바이든 정부가 자국 반도체 산업 육성을 위해 만든 법안인 '반도체와 과학법(CHIPS and Science Act)'이 2022년 7월 29일 미 의회에서 최종 통과됨에 따라, 오는 2025년에 세계 반도체 산업의 글로벌 분업 구조가 전환기를 맞는 것은 물론 세계 경제 및 산업 분야에서 미중 간의 신냉전이 본격화될 것이라는 전망이 제기되었다.
해당 법은 주로 반도체 산업 지원과 기술 경쟁력을 강화하기 위한 연방 과학기관 지원 확대 등의 내용으로 구성되어 있다. 인공지능 및 반도체 연관 첨단 산업에 2,800억 달러(약 365조원) 규모의 연방 재정을 동원하며 그 중 미국 내 반도체 시설 투자 등에 520억달러(약 68조원)의 보조금을 투자하는 법안이다.
미국은 반도체 제조, 공급망 및 국가 안보를 강화하고 연구개발 및 과학기술 인력에 투자하여 반도체, 인공지능, 양자컴퓨팅, 로봇과 자동화 기술, 첨단 통신, 바이오 영역 등 미래첨단산업의 선두주자가 되어 경쟁 우위를 확보할 것으로 기대된다.
중국의 반도체 육성 전략은 세계반도체통계기구(WSTS)에 따르면 중국의 반도체 시장규모는 2010년 570억 달러에서 2020년 1,434억 달러로 지난 10년간 비약적으로 성장하였으며, 현재 세계 최대 반도체 시장인 중국은 글로벌 반도체 소비의 60%, 최종 수요의 30%를 차지하고 있다. 그러나 반도체 소비수요가 높음에도 불구하고 반도체 자급률은 현저히 낮았다.
지난 2015년 중국 정부는 제조강국으로 발돋움하고자 '중국제조 2025 전략'을 발표하고 당시 14.9%였던 반도체 자급률을 2020년 40%, 2025년까지 70%로 끌어 올리겠다는 목표를 제시했다. 그러나 2020년 중국의 반도체 자급률은 15.9%로 목표했던 수치에 한참 못 미치는 수준이다.
중국은 지난 2월 디지털 新인프라를 구축하기 위해 '동수서산(東數西算)' 프로젝트의 공식 가동을 선언하였다. 현재 집중적으로 위치한 중국 동부 지역의 데이터 센터를 낙후되었지만 전기료가 저렴하고 재생에너지가 풍부한 서부 지역으로 옮김으로써 불균형한 전력 자원의 효율을 취하여 서부 지역을 국가 데이터 센터 클러스터로 육성하겠다는 전략이다.
알리바바, 텐센트, 화웨이, 차이나모바일 등 ICT 기업이 대거 참여하여 향후 5년간 매년 4,000억 위안(약 74조원)의 투자가 예상된다. 해당 프로젝트로 인해 5G, 인공지능(AI) 산업이 고속 성장하여 중국의 디지털 경제 성장을 견인할 것으로 보인다.
미중패권전쟁은 반도체는 첨단 산업 주도권 확보의 물리적 기반으로 국가 안보와도 밀접한 관련이 있으며, 앞으로 첨단 반도체 연구, 개발, 설계, 제조 분야에서 세계를 선도하는 국가가 글로벌 패권의 향방을 결정할 것이다.
자국 내 첨단 산업의 발전을 위해 안정적인 반도체 공급망 구축이 필요합니다. 반도체 공급망은 크게 설계(팹리스), 제조, 소재, 제조장비로 구분된다. 현재 미국은 IDM 및 팹리스(Fabless) 기업 중심으로 설계 분야에서 우위를 차지하고 있으며, 가장 취약한 분야는 제조 분야로, 반도체 생산에 있어서는 대만· 한국·중국 등 동아시아 국가들에 의존하고 있다.
중국이 반도체 굴기를 선언하고 '중국제조 2025'를 발표하면서 반도체 산업 육성에 나서기 시작했다. 이에 따라 미국은 트럼프 정부 때부터 중국 반도체 시장을 견제하며 중국의 첨단 기술 산업에 대한 규제를 강화해왔다.
미국의 경우, 원천기술을 갖고 있기 때문에 우리나라 반도체 산업도 미국 기술이 적용된 제조 장비가 없으면 생산이 불가능하다. 즉, 반도체 생산을 위해서 중국과 미국 모두를 의식해야 하는 상황이라고 볼 수 있다. 그러나 우리나라는 메모리반도체 분야에서 세계 최강국이다. 우리나라 반도체 생산이 중단된다면 미국과 중국에 진출해 있는 다국적 기업들은 큰 피해를 입게 된다.
지난 9월 28일 미국재대만협회(AIT) 주관으로 칩4 예비회의가 화상으로 개최되었다. 칩4 동맹으로 인해 우리나라와 중국과의 관계에 대한 우려가 있으나, 미국의 팹리스 및 첨단 반도체 개발 기술, 대만의 파운드리, 일본의 소재 및 장비 등 우리나라 반도체 산업의 부족한 부분에 대한 협력 관계 촉진으로 국내 반도체 생태계 강화에 도움을 줄 것으로 예상된다.
엔비디아와 ARM은 무선통신 네트워크에 AI의 확대를 위해서는 필연적인 구조 전환이 필요하다. 4G에서 5G로의 전환은 단순한 무선 액세스 네트워크 (RAN)을 업그레이드 하는 것이 아니라 새로운 환경을 만드는 것이다. 5G 성능을 실제로 구현하기 위해서는 인프라 개선 뿐만 아니라 새로운 아키텍처가 필요하며 MEC (Multi-access Edge Computing)을 이용하면 프로세싱을 네트워크 엣지에 더 가깝게 이동시킬 수 있으므로 5G환경에서는 MEC가 필연적이다.
ARM은 스마트폰의 '두뇌'로 불리는 애플리케이션 프로세서(AP) 등 모바일 칩 설계 분야에서 세계 시장 점유율 90%를 달성한 영국의 반도체 설계 기업이다. 삼성전자, 애플, 퀄컴 등의 기업들은 ARM의 기본 설계도를 구매하여 로열티를 지급하는 방식으로 반도체를 제작하고 있으며 ARM이 반도체 시장에 미치는 영향력은 절대적이다.
고로, 특정 기업이 ARM을 인수하는 일은 미래에 일어나기 힘들며, 오히려 인텔, 퀄컴, SK하이닉스, 삼성전자와 주요 글로벌 반도체 기업들은 컨소시움을 꾸려서, ARM 공동 인수에 대해 뜨거운 관심을 나타내고 있는 상황이다.