[월드투데이 성연수기자] 현재 차량용 반도체 시장은 전 세계적으로 극심한 공급난에 빠져 있다. 러시아에선 반도체가 부족해 세탁기에 있는 반도체마저 재사용하고 있는 사태이다.

코로나19 사태 초기에 자동차 수요 감소를 예상해 목표 생산량을 줄였지만, 수요가 생각보다 커 공급이 수요를 따라오지 못하는 상태에 도달했다.

이렇다면 확실한 수요층이 확보된 상태에서 이 산업에 뛰어들면 높은 시장 점유율을 차지할 수 있다 생각할 수도 있다. 하지만 반도체 부족 문제는 해결되지 않고 있다.

삼성은 작년 12월 16일 차량용 반도체를 공급하며 시장을 확대할 것이라고 밝힌 바가 있다. 하지만 여전히 반도체 공급 문제는 현재진행형이다. 반도체 부족 문제를 이해하기 위해서는 차량용 반도체 업계의 특징을 이해해야한다.

차량용 반도체는 특히 사람의 안전과 직결되기 때문에 모바일용이나 산업용과 같이 타 용도의 반도체보다 안정성과 내구성이 보다 높아야 한다.

신생 업체는 이런 품질 기준과 신뢰성을 만족시키며 수요 업체를 만족시키기 어렵다. 

차량용 반도체는 모바일용 반도체의 수명이 3~5년인 반면에 10~15년으로 오래 사용할 수 있고, 자동차 제조 공정에서 탑재되므로 영하 40℃에서 영상 70℃의 온도를 견딜 수 있어야 한다. 이러한 품질 개발 및 검사를 거쳐 인증 절차를 받기까지 4~5년이 소요된다.

최근 자동차에 스마트 기능이 적용되면서 반도체가 복잡해지고 사용되는 전력량도 증가하고 있다. 또한 자동차에 특화된 반도체 공정은 설계도가 있어도 타 반도체 업체에서 위탁해 제조할 수도 없다.

반도체 생산 시 시간이 오래 소요되는 것도 한몫한다. 반도체는 가장 복잡한 제조공정으로 평가받으며 다양한 기능을 하며 전자 제품의 핵심 반도체 중 하나인 MCU 같은 경우 반도체 생산부터 납품까지 26주의 시간이 소요된다. 생산량을 크게 늘리기 어렵고 품목을 변경하기 어렵다.

신생 업체가 위와 같은 조건에도 불구하고 새로운 반도체를 상용화한다 해도, 신뢰성과 보증되지 않은 신생 업체를 기존 자동차 업계가 채택할지는 미지수이다.

차량용 반도체 시장은 제조 기술뿐만 아니라 안전성 때문에 브랜드 가치가 매우 중요하다

차량용 반도체 시장은 글로벌 업체 5곳이 시장을 분점하고 있다. 2019년 기준 네덜란드 NXP, 독일 인피니언, 일본 르네사스, 미국 텍사스인스트루먼트, 스위스 ST마이크로일렉트로닉스 주요 5개 기업이 세계시장의 82%를 점유하고 있다.

또한 기존 반도체 업체들이 자동차 강국인 미국, 유럽, 일본에 위치하며 자동차 제조업체들과 국가, 지역적으로 계열관계를 맺고 있는 경우가 많아 기존 시장에 끼어들기 힘들다.

또한 차량용 반도체는 다품종소량생산 체제를 채택하고 있다. 자동차 하나에는 수십 가지 종류의 반도체가 사용되며 한 업체에서 모든 반도체를 생산할 수도 없다.

차량용 반도체는 자동차를 구성하는 핵심 장치에 사용된다. 센서와 엔진은 물론이고 제어장치 및 구동장치에도 사용된다. 현재 가솔린과 디젤 같은 내연기관 자동차에는 200~300개의 반도체가 사용되며, 전기차는 1,000개, 자율 주행 차량에는 2,000개 가량의 반도체가 필요할 것으로 예상된다.

차량용 반도체 종류 중 하나인 MCU만 해도 한 대의 SUV 차량을 생산하기 위해서 최소 7개 업체로부터 38개의 MCU를 인수해와야 한다.

그동안 차량용 반도체는 제조·품질관리가 까다롭고, 다품종 소량 생산 품목에 스마트·가전 등에 들어가는 반도체에 비해 수익성이 떨어진다는 평가를 받아 수익성이 낮은 사업으로 분류됐다.

한편 최근 전기차 확산과 자율주행차량 개발로 데이터 연산·처리 기능이 뛰어난 고성능 차량용 반도체 수요가 늘어 글로벌 업체들도 시장 선점에 나서고 있다.

삼성전자도 최근 차량용 반도체 분야에 뛰어들어 지난해 21년 12월 차세대 차량용 시스템 반도체 제품 5종을 발표한 바가 있다.

업계 관계자는 전기차와 자율주행차에는 내연기관 자동차보다 다양한 반도체가 들어가 시장이 커지는 것은 필연적이라며 현재 '글로벌 업체'들은 기존의 저사양 반도체가 아닌 프리미엄 시장을 공략하는 것이라 전했다.