글로벌 자동차 업체가 차량용 반도체 부족으로 침체기를 겪고 있는 가운데 이를 벗어나기 위해서는 고성능 반도체 시장을 공략해야 한다는 주장이 나왔다. 우리나라가 기존 MCU(마이크로컨트롤유닛) 중심 차량용 반도체 시장에 진입하기보다는 미래 시장에서 부각될 AP(데이터 연산·처리 기능 수행 반도체) 등에 집중할 것을 제안했다.

한국자동차연구원은 12일 산업동향보고서에서 최근 수급 차질이 가장 큰 품목은 차량의 전장 시스템을 제어하는 마이크로 콘트롤 유닛(MCU)으로, 대만 TSMC의 반도체 주문 폭주로 MCU 생산 리드 타임(발주부터 납품까지의 소요시간)이 기존 12∼16주에서 26주∼38주까지 늘어난 상황이라고 분석했다. TSMC는 전세계 MCU 생산량의 70%를 차지하고 있다.

글로벌 완성차 업체의 수요 예측 실패로 촉발된 차량용 반도체 수급난은 잇단 재해와 사고, 휴대폰·가전용 반도체 우선 생산 등으로 더욱 심화됐다.

시장정보업체 IHS마킷은 올해 1분기 차량용 반도체 수급난으로 인한 자동차 생산 차질 물량은 130만대에 이를 것으로 전망했으며, 글로벌 컨설팅사 앨릭스 파트너스는 올해 글로벌 자동차업계의 매출액이 606억 달러 가량 감소할 것으로 내다봤다.

연구원은 차량용 반도체 산업이 수익성이 낮고 시장 규모가 제한적이라고 분석했다. 차량용 반도체는 최대 위탁 생산업체인 TSMC의 작년 4분기 매출의 3%를 차지하는 데 그칠 정도로 수익성이 낮고, 사용 조건이 까다로워 개발부터 양산까지 10년 가량이 소요된다.

또 다른 반도체보다 높은 안전성과 신뢰도가 요구돼 NXP, 르네사스, 인피니언, ST마이크로, 마이크로칩 등 일부 기업만 차량용 반도체를 공급하고 있다. 이에 따라 국내 자동차 업계는 차량용 반도체의 98%를 해외에 의존하고 있으며, MCU 등 주요 품목의 국내 공급망은 존재하지 않는 상황이다.

연구원은 이미 글로벌 강자들이 견고하게 자리 잡은 MCU 중심의 차량용 반도체 시장에 진입하기보다 애플리케이션 프로세서(AP)와 같은 고성능 반도체 시장에서 기회를 모색할 필요가 있다고 조언했다.

현재 자동차에는 1대당 40여개의 MCU 기반 분산처리형 전자제어장치(ECU)가 탑재되고 있지만, 향후 5∼6년간 전기차와 자율주행차로의 전환이 가속화하면서 AP 기반 집중처리형 고성능 제어기를 채택할 것으로 전망된다는 이유에서다.

AP 기반 집중처리형 고성능 제어기는 1대당 3개 이상이 탑재될 것으로 보인다.

연구원은 차량용 반도체가 AP와 같은 범용 통합 칩으로 대체되면서 도심항공모빌리티(UAM)와 개인용 비행체(PAV) 등에 확대 적용된다면 충분한 수요를 확보할 수 있을 것이라고 말했다.

또한 고성능 반도체 시장의 미래차 기술 연구개발에 글로벌 기업들이 나서고 있다는 점을 언급하며 국내 소프트웨어 업체와 반도체 업체의 협력을 통해 인공지능(AI)·보안·데이터 등의 시장에 도전해야 한다고 강조했다.

현재 인텔은 인공지능(AI) 기술을 적용한 차량용 시스템온칩(SoC, 여러 기능을 가진 시스템을 하나의 칩에 구현한 기술집약적 반도체)을, 테슬라는 자율주행차용 AP를 개발 중이다.

자동차연구원 관계자는 "차량용 AP는 생명과 연관돼 엄격한 안정성 검증과 오랜 개발·테스트 기간이 소요되고, 10년이 넘는 사용주기에 대한 관리·업그레이드가 필요해 업체 부담이 큰 만큼 정부 지원이 중요하다"며 "공급기업이 수요기업 요구에 맞는 제품을 개발해 사업화까지 성공하기 위해서는 반도체 개발·양산에서의 사업단절(Death Valley) 극복을 위한 양산 성능 평가 및 성능 개선 지원이 필요하다"고 밝혔다.