칩 제조업체에서 자동차 제조업체로: 반도체 석기 시대에서 벗어나야 할 때

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Fortune

2021년 9월 17일

우리의 일상 생활을 움직이는 전자 회로에 있어 자동차는 세계에서 가장 비싼 소비재인 동시에 가장 저렴한 반도체 칩으로 작동하는 제품이기도 합니다.

소형화가 계속 증가하는 무어의 법칙은 자동차 산업에는 적용되지 않는 것처럼 보입니다. 전자 브레이크 시스템부터 에어백 제어 장치에 이르기까지 모든 것에 사용되는 수십 개의 칩은 10년이 훨씬 넘은 구식 기술에 의존하는 경향이 있습니다. 이러한 칩은 45나노미터에서 최대 90나노미터 크기의 비교적 단순한 트랜지스터를 사용하는데, 오늘날의 스마트폰에는 적합하지 않을 정도로 너무 크고 원시적입니다.

팬데믹이 닥쳤을 때, 신차 같은 고가의 품목에 대한 교체 수요는 뒤로 밀린 반면 모든 종류의 가정용 기기 판매는 급증했습니다. 몇 달 후 자동차 시장이 다시 활기를 되찾았을 때 칩 제조업체들은 이미 생산 능력을 재할당했습니다.

이제 이러한 프로세서는 공급이 부족하고 칩 제조업체들은 자동차 회사들에게 정신 차리고 2010년대와 함께 하라고 말하고 있습니다.

"그들이 원하는 만큼 인텔 16[나노미터] 칩을 만들어 주겠다."라고 지난주독일에서 열린 자동차 산업 박람회 방문 중 포춘과의 인터뷰에서 인텔의 최고 경영자 Pat Gelsinger는 말했습니다.

자동차 제조업체들은 최초의 Apple 아이폰이 출시되었을 때만 해도 기껏해야 최첨단 디자인이었던 반도체를 위한 새로운 생산 능력에 투자해 달라는 요청을 쇄도했습니다.

자동차 제조업체들이 먼 과거를 버려야 한다고 설득하기 위해 모터쇼에 온 겔싱어는 "경제적으로나 전략적으로 말이 안 된다"고 말했습니다. "새로운 '오래된' 팹에 수십억 달러를 투자하는 대신 수백만 달러를 투자하여 디자인을 현대식 팹으로 이전하는 데 도움을 주자"고 말합니다.

자동차 칩의 '왜'

자동차 제조업체가 다양한 부품의 칩을 공급하는 공급업체에 가하는 가혹한 비용 압박은 자동차 제조업체가 사용하는 프로세서가 대량 상품인 경향이 있는 이유 중 하나이기도 합니다. 하지만 이뿐만이 아닙니다: 신뢰성도 중요한 문제입니다.

자동차의 대부분의 시스템은 안전에 매우 중요하며 온도, 습도, 진동, 심지어 사소한 도로 파편에 이르기까지 거의 모든 상황에서 작동해야 합니다. 많은 것이 걸려 있기 때문에 새롭고 개선된 것보다 이미 검증된 것이 더 낫습니다.

현재유럽에서 최첨단 칩 팹을 짓기 위한 보조금 지원 캠페인( )을 벌이고 있는 겔싱어는 "많은 부분이 검증된 설계라는 사실과 관련이 있습니다."라고 설명합니다.

인텔과 달리 Qualcomm 은 용량 확장에 직접 투자하여 도움을 줄 수 없습니다. 대신 미국 회사는 팹리스 칩 제조업체로서 반도체를 제작하는 파운드리라는 전용 계약 제조업체에 의존하고 있으며, 바로 이 부분에서 병목 현상이 가장 심각하게 나타나고 있습니다.

"파운드리의 경우, 조만간 새로운 기술로 마이그레이션할 것이기 때문에구식 기술( )에 투자하는 것은 훨씬 덜 매력적입니다."라고 Qualcomm Europe의 사장인 Enrico Salvatori는 인터뷰에서 말했습니다.

그는 또한 전환을 가속화하기 위해 자동차 업계와 협력하고 있지만 쉬운 해결책은 아니라고 인정합니다.

"새로운 기술은 핀 투 핀 호환이 아니며 플러그 앤 플레이가 아닙니다."라고 살바토리는 말합니다. "회로를 다시 설계해야 하고, 새로운 보드를 만들어 인증을 다시 받아야 할 수도 있으며, 기계적인 측면에 영향을 미쳐 자동차 섀시에도 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 도미노 같은 조치가 필요합니다."

공급 위기

2020년 12월에 칩공급 경색에 대한 첫 경고 신호( )가 나왔지만, 처음에는 칩 제조업체들이 생산을 자동차 제조업체로 돌리면서 이 문제는 단기간 동안만 자동차 생산에 영향을 미칠 것으로 예상되었습니다. 칩의 나노 회로를 실리콘 기판에 인쇄하는 데는 몇 주가 소요되는 일련의 긴 생산 단계가 필요하기 때문에 6개월의 리드 타임이 필요한 경우가 많습니다.

원자 칩 웨이퍼의 공급을 원천적으로 제한하는 일련의 관련 없는 사건들이 연달아 발생하면서 공급 부족이 심각해졌습니다. 먼저 겨울철 한파로 인해 Infineon, NXP, 삼성이 운영하는 텍사스 칩 팹에서 정전이 발생했고, 3월에는 일본의 주요 공급업체인 Renesas( )에서 화재가발생해 문제가 더욱 악화되었습니다. 마침내 코로나19가 발생하면서 칩을 완제품으로 포장하여 최종 배송하는 저임금 허브인 말레이시아와 베트남에서 다운스트림 공급이 중단되었습니다.

그 결과,시장 조사 기관인 AutoForecast Solutions( )에 따르면 팬데믹 이전 업계 생산량의 10분의 1에 해당하는 940만 대의 자동차가 생산 계획에서 제외될 수 있다고 합니다.

지난주 뮌헨에서 열린 언론 브리핑에서 폭스바겐 그룹( )의 구매 책임자 무라트 악셀은 "50센트짜리 칩 때문에 5만 달러에 팔리는 자동차를 만들 수 없습니다."라고 말했습니다.

하지만 인텔이나 퀄컴과 같은 반도체 공급업체의 뜻대로 된다면, 자동차 업계가 이러한 값싼 범용 칩에 의존하는 시대는 끝났습니다.