[초점] 미국이 반도체 패권에 그렇게 집착할 수밖에 없는 이유

반도체가 기술패권 전쟁의 핵심 도구로 전환되고 있다. 미국이 중국의 도전 억제를 위해 반도체 기술 차단에 나서면서다.

자체적으로 반도체 기술이 없으면 중국은 미국에 도전할 수 없다. 군사적 기술 후진성을 극복할 수 없어 대만을 군사적으로 통합할 수 없다. 마찬가지로 최고의 프로세서 없이 고급 드론 프로그래밍과 같은 군사 응용프로그램을 포함해 인공지능(AI)이 약속하는 모든 이점을 활용하기도 어렵다.
미국은 반도체 기술 제어로 중국이 ‘중진국 늪’에 오랫동안 머물게 하려고 한다. 이런 시도는 반도체 메모리 시장의 제조 강국인 한국에 큰 도전이 된다. 중국은 한국의 큰 시장이기 때문에 자유롭게 제조한 고급 칩을 팔기 어렵기 때문이다. 중국 반도체 시장은 한국의 최대 시장이다. 여기서 손실 규모가 커지면 한국 경제 전체가 영향을 받게 된다.


2022년 제조업계에서 가장 중요한 경제 뉴스는 에너지 가격 인상과 우크라이나 전쟁도, 높은 인플레이션도 아니었다. 가장 핵심 이슈는 기술패권, 곧 글로벌 반도체 산업을 장악하기 위한 전투의 격화였다.

이 분쟁은 2022년 10월 7일 가장 중요한 순간을 맞이했다. 미 상무부가 최신 프로세서와 슈퍼컴퓨터는 물론 장비 및 최신 반도체 제조에 필요한 소프트웨어의 대(對)중국 수출을 막았다.

미 무역정책의 급진적 변화는 반도체의 전략적 중요성을 보여준다. 이는 너무나 밀착된 두 세계 경제 대국 사이의 부인할 수 없는 단절을 설명해준다.

또한, 향후 세계 경제의 미래가 어떻게 형성될지를 암시한다. 질서 재편기에 패권 주변국들은 이를 잘 지켜보고 생존 전략을 짜야 한다. 지리적으로 중국과 너무 가깝고, 이념적으로 미국과 가까운 우리에게는 중요한 과제다.

반도체 산업이란 칩 또는 마이크로칩이라고 하는 집적회로의 전체 설계, 제조 및 설치 체인을 의미한다. 이 마이크로칩은 컴퓨터와 휴대전화의 프로세서, 자동차의 마이크로컨트롤러, 텔레비전 리모컨, 많은 디지털 저장장치와 같은 수많은 제품의 기반이다. 마이크로칩이 없는 경제를 생각하는 것은 불가능하다.

마이크로칩이 필요한 것은 소비재뿐만이 아니다. 생물학에서 물리학에 이르기까지 현대 사회는 대부분 반도체 산업에 결정적으로 의존하고 있다.

사실, 석유가 없어도 살 수 있지만 칩 없이는 살기 어려운 지경이다. 석유는 태양전지판이나 원자력에너지로 충전된 전기자동차를 운전하고, 바이오 연료를 사용하는 비행기를 타고, 석유화학 산업의 많은 제품을 생명공학 대안으로 대체할 수도 있다.


석유가 대체 자원이 있음에도 소중한 것은 소비를 95%까지 줄이는 게 가능하지만 비용이 너무 많이 들기 때문이다. 탈탄소화를 향해 나아가는 것이 그토록 어려운 것은 비용 때문이다.

하지만 마이크로칩 없는 삶은 우리가 ‘현대 생활’이라는 걸 포기하지 않고는 불가능하다. 사실, 오늘날의 석유와 그 제품 생산도 칩에 의존한다.

경제만 마이크로칩에 의존하는 것이 아니다. 군사력은 마이크로칩에 가장 의존적이다. 베트남전쟁 이후 미국은 군사력을 증대하기 위해 칩을 사용했다.

우크라이나에서 수천 번 반복된 하이마스(HIMARS)의 성공은 미사일 설계에서 비행 제어에 이르기까지 또는 표적 선택을 위한 정보 수집에 이르기까지 전자공학의 결과이다.

이에 비해 러시아의 열악한 군사력은 기술 후진성과 많은 관련이 있다. 핵무기가 없다면 러시아는 오늘날 군사 후진국에 불과하다. 북대서양조약기구(NATO) 지역군의 개입 이후 우크라이나 전쟁에서 패했을 것이다.

이런 이유로 반도체는 미래 패권국가의 운명을 좌우한다. 4차 산업혁명이 가속화되는 흐름에서 반도체 패권은 글로벌 패권과 직결된다.


반도체 산업은 미국 페어차일드 반도체가 1963년에 홍콩 공장을 연 이후 세계화를 열었다. 기본 기술은 미국에서 개발되었고, 이를 실행하는 프로세서의 아키텍처는 영국에서 설계되었으며, 이런 프로세서를 제조할 수 있는 포토리소그래피 기계는 네덜란드에서 제작되었다. 제조는 동아시아에서 하고 있다.

수십 년 동안 국제 분업은 모든 사람에게 혜택을 주었다. 동아시아의 낮은 인건비가 없었다면 1세대 칩은 충분히 저렴하지 않았을 것이며, 엄청난 규모의 경제를 창출하는 데 실패했을 것이다.

동시에 반도체 산업은 동아시아 경제가 성장 과정을 밟도록 도왔다. 전문화 없이는 70개 이상의 국가와 1000개 이상의 다양한 제조 공정이 필요한 첨단 프로세서, 아마도 인류의 가장 정교한 창조물을 구축하는 데 필요한 무수한 재능을 조정·통합할 수 없었을 것이다.

현재 최신 마이크로칩은 약 800억 개의 트랜지스터를 가지고 있다고 가정한다. 트랜지스터는 엄청나게 복잡하고 개발·제조 비용이 엄청 비싸다. 복잡성과 비용의 결합으로 인해 이 부문의 기업 수가 거의 사라졌다.

2023년 2월 최첨단 3나노 이하 반도체를 만드는 것은 대만의 TSMC, 한국의 삼성전자, 미국의 인텔 정도다.

실제 TSMC만이 7나노 이하 반도체를 대규모로 생산할 수 있다. 삼성도 생산할 수 있지만 TSMC보다 규모가 작다. 인텔은 최신 프로세서에서 많은 지연을 겪고 있다. 인텔은 2024년 2나노 GAAFET를 발표했다. 하지만 실제로 생산할 수 있을까에 대한 의구심이 남아있다. 그다지 낙관적이지 않다.

대만과 한국만이 최첨단 칩을 생산할 수 있다는 것은 그동안 큰 문제가 되지 않았다. 또한, 네덜란드의 ASML만이 가진 독보적인 장비도 미국이 생산하지 않는다는 것이 문제가 되지 않았다.

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ASML과 TSMC의 주요 차이점은 지정학이다. ASML은 지구상에서 가장 안정적인 지역 중 하나인 100년 된 민주주의 국가이자 신뢰할 수 있는 거래 파트너라는 전통을 가진 네덜란드에 있다. 스위스를 제외하고 네덜란드보다 지정학적 위험이 적은 나라를 생각하기 어렵다.

그러나 대만은 매우 활발한 민주주의 국가이지만 지정학적 균열의 중심에 있다. 사실 대만은 중국이 미국과 서방이 주도하는 세계 질서에 순응할 때는 문제가 되지 않았다. 대만 TSMC가 급속히 성장한 것도 양안 관계의 안정에 힘입은 바 크다.

하지만 이제 세상이 달라졌다. 중국의 국력이 신장되면서 중국은 미국이나 서방이 수립한 민주와 자유시장 경제 질서를 따를 필요가 없다고 여긴 것이다.

시진핑과 공산당은 중국식 현대 사회주의를 미래 인류가 선택한 대안적인 글로벌 질서라고 제시했다. 단극이 아닌 다극의 시대를 주장하고 나섰다.

미국이나 서방으로서는 공산주의나 권위주의를 세계 질서의 표준으로 절대 수용할 수 없었다. 이에 중국의 태도 변화를 글로벌 질서에 대한 구조적 도전이라고 인식하고 중국에 패권 지위를 내주지 않기로 결심했다.


미국이 중국을 전략적 경쟁자로 인식하면서 대만의 지정학적 가치는 달라지고 있다. 중국은 패권에 도전하기 위해 힘과 영향력을 보여주어야 하며, 특히 태평양으로 진출해야 한다. 중국이 태평양으로 진출하는 길목에 대만이 있다. 중국은 대만을 자신의 가치와 이념을 가진 체제로 복속(服屬)시켜야 패권을 차지할 수 있게 된다. 이제 대만은 자유 진영과 권위주의 진영 사이에서 힘의 균형추가 되었다. 일촉즉발의 지정학적 위치를 가진다.

또한, 만약 대만이 중국의 실질적 영향력 아래 들어가게 되면 대만이 가지고 있는 반도체 인력과 TSMC가 중국 손에 들어가게 된다. 미국이 보유하지 못한 최첨단 칩의 제조 능력이 고스란히 중국 소유가 된다. 100조 달러 이상을 그간 투입하고도 달성하지 못한 최첨단 반도체 산업의 총아를 중국이 갖게 된다. 이는 미국은 물론 서방, 자유 진영에 치명타가 될 수 있다.

미국은 반도체 산업에서 부가가치의 가장 중요한 부분을 통제하고 있다. 미국은 실제 설계와 제조 장비, 소재에서 강점이 있다. 미국의 설계와 미국의 영향력 아래 있는 제조 장비, 소재가 없이는 반도체를 만들 수 없다.

미국은 이런 강점을 활용해 최첨단 반도체 제조 역량이 중국으로 넘어가는 것을 막으려고 한다.


수십 년 동안 미국은 항상 ‘더 빨리 달릴’ 수 있고 경쟁사보다 2세대 앞서 반도체 역량을 가질 수 있다고 믿었다. 이런 판단에서 가장 저렴한 칩은 동아시아에서 제조해 생산 비용을 아끼고, 미국에서 가장 수익성 있는 부가가치 사슬(프로그래밍·마케팅 등)을 통해 산업 전반을 장악하고 유지할 수 있는 생태계를 만들려고 했다. 이것은 미국에 큰 이익이 되었다.

또한, 이러한 분업은 중국을 둘러싼 전략적 동맹국(일본·한국·대만)을 육성하는 데 도움이 되었다.

이러한 실용적인 고려 사항(국제 분업의 이점, 동아시아 경제에 대한 지원, 사회주의의 비효율성)은 소련의 몰락과 세계화 흐름을 통해 공고화되었다.

세계화 흐름에서 얻은 이익을 국가 안보를 훼손하는 데 사용할 의도가 없을 때 미국의 구상과 전략은 문제가 없었다.

중국도 1979년 경제개혁 초기부터 2012년께까지 국제 무역 규칙에 따라 행동했다. 그러나 시진핑이 등장하면서 균열이 발생했다.

그는 미국이 쇠퇴기에 있고 유럽은 인권과 민주주의 같은 무관한 문제에 집착하는 구 세력이며, 중국이 국제 관계에서 정당한 위치를 되찾을 때가 되었다고 생각했다. 그리고 이 모든 것에는 현대 경제 전체의 중추인 반도체가 포함되었다.

2014년에 미국은 시진핑이 전임자들과 다르다는 것을 깨달았다. 버락 오바마 전 대통령 임기 말년에는 중국의 새로운 공격적 스타일에 대한 우려가 커졌다. 세계 지도를 개편하려는 지정학적 라이벌로 인식하기 시작했다.

우선 미국은 통신장비 업체인 ZTE와 화웨이에 주목했다. ZTE와 화웨이가 너무 많은 지식재산권 규칙을 위반하고, 이란과 북한에 대한 제재를 피하고, 중국 정부와 긴밀한 관계를 유지하고 있다고 보았다.

ZTE는 금지된 장비를 이란과 북한에 판매한 혐의로 2017년에 벌금을 부과받았으며, 미국에서 계속 제재를 받고 있다. 화웨이도 2018년 연방정부가 이 회사 제품의 구매를 금지하고 그 후 몇 년 동안 추가 제재를 하고 있다.

이에 대해 중국은 공개적으로 항의하고 국제기구에 제소했다. 이후 코로나가 발생했고 진원지를 둘러싼 갈등이 증폭되면서 경쟁은 더 가속화되었다.

반도체가 우선순위로 부상했다. 반도체 부족이 초래한 공급망 문제는 전 산업에 문제를 일으켰다. 그런 가운데 푸틴의 우크라이나 침공과 중국의 미국에 대한 공세적 태도가 겹치면서 중국과 지정학적으로 인접한 대만과 한국에 생산 시설이 집중된 점이 칩 부족 우려와 막대한 내재적 위험을 부각하게 되었다.

2020년 5월에 미국은 ‘중국을 향한 미국의 대전략’을 수립했다. 이 보고서에는 반도체에 관한 의제가 포함되었다. 미국이 반도체 주권을 재확립해야 한다는 것이었다. 이후 대선 동안 미국 반도체산업협회와 인텔의 CEO는 서한을 통해 바이든에게 반도체 경쟁력 강화의 필요성을 제언했다.

바이든 대통령은 취임 직후 반도체 경쟁력 강화를 위한 행정명령을 부처에 하달했다. 이후 미국은 중국과 반도체와 관련해 미국의 대전략을 구체화했다.

우선, 미국은 지금이 중국과의 관계 조건을 결정할 결정적인 10년의 초반에 있다고 판단했다. 다음으로 중국이 국내외 정책 모두에서 서구와 경쟁하는 경제, 정치, 안보, 기술 분야에서 권위주의적 비전을 조장하고 있다고 판단했다. 그런 다음 중국이 국제 질서를 재편하려는 의도와 그렇게 할 수 있는 능력을 모두 갖춘 유일한 경쟁자임을 분명히 했다. 반면, 러시아는 핵무기를 제외하면 종이호랑이라는 사실도 확실히 했다.

이런 과정을 거치면서 미국은 21세기의 세 가지 핵심 기술인 컴퓨팅, 생명공학, 에너지에서 미국의 우위를 최우선 전략으로 선정했다. 미국은 이제 과학기술을 분배하는 구체제에서 탈피해 이제 가능한 한 기술 우위를 유지하기로 했다. 이를 위해 컴퓨팅, 생명공학, 에너지 등 세 가지 기술의 연구 및 제조에 많은 돈을 투자하기로 했고, 신기술에 대한 중국의 접근을 제한하기로 결정했다.

미국은 세계화에서 중국의 도전을 받고 중국을 배제하는 탈세계화를 추진했다. 그러나 세계의 공장인 중국을 배제할 수 없는 현실을 감안해 중진국 수준에 머물게 하는 재세계화라는 전략으로 접근법을 현실화했다.

이 새로운 미국 전략이 먹힐 것인가? 적어도 단기적으로는 미국이 중국을 반도체 산업에 접근하는 것을 어렵게 만들 수 있을 것이다. 설계와 제조 장비, 소재를 다루는 전 세계 첨단 기업들과 그 기업들이 속한 정부가 모두 자유 진영에 속하기 때문에 미국의 요구를 외면할 수가 없기 때문이다.

하지만 중국은 대응할 것이다. 그들은 미국의 규제와 압박을 극복하려고 자체 산업을 개발하도록 장려하고 있다.

과거 중국은 1990년대 인공위성 개발 때와 마찬가지로 금지된 기술에 대한 접근 문제를 매우 창의적으로 해결했다. 이러한 과거의 성공은 몇 년 안에 중국이 반도체 제조에서 상당한 능력을 보일 것이라는 추정을 할 수 있다.

다시 말해, 미국의 규제와 압박은 완전 봉쇄가 아니라 시간을 지연하는 효과가 있을 뿐이라는 말이 된다. 중국이 미국이나 서방을 추월하는 속도를 최대한 지연할 수 있다는 것이 설득력 있는 전망이 된다.

세계 유수의 미래 경제 예측기관들이 2050년 중국이 미국을 추월하고 세계 GDP 1위 국가가 될 것이라고 전망했지만, 최근 미‧중 갈등이 고조되자 미국의 견제로 중국의 생산성이 떨어질 수 있다는 해석이 힘을 얻으면서 미래에도 미국이 중국과 비교해 유리하다는 전망이 나오기 시작했다.

인구학적으로나 사회적 활력 측면에서 미국은 중국보다 훨씬 더 나은 위치이다. 미국은 중국 반도체 산업에 피해를 줄 수 있으며, 이 영향이 절대적이지는 않겠지만 중국이 미국을 추월하는 데 큰 장애가 될 수 있다.

미국의 중국에 대한 반도체 규제는 단순히 산업 정책이 아니라 경제 안보, 미국이 주도하는 자유민주 질서를 유지하느냐의 문제로 인식되기 때문에 결코 양보할 수 없는 이슈가 되었다.

반도체 시장은 2022년 대략 6000억 달러, 2030년 1조 달러에 이른다는 전망이다. 여기에 우리 경제의 동력이 나오고 있다.

한국은 미국이 전체 산업을 장악한 반도체 산업에서 메모리 세계 1위, 시스템 반도체 세계 2위라는 강점과 중국이라는 지정학적 위기 앞에서 선택의 기로에 있다.

미국과 중국, 기술과 시장 모두를 다 가질 수 있었던 세계화의 시대는 지나갔다. 그동안 얻었던 세계화 시대의 행운을 바탕으로 오로지 기술 혁신에 전념하면서 양쪽 모두에 필요한 존재가 되어야 한다.

더 이상 세계화 시대에 통용되었던 기술에만 집중할 때가 아니다. 지정학적 질서의 변화가 장기간에 걸쳐 진행될 수 있는 상황에서 기술 우위 전략에 더해 미국이라는 기술 대국과 우리 수출의 가장 큰 시장 사이에서 경제 안보 질서의 변화도 지극히 면밀하게 선제적으로 대응해야 생존과 번영을 확보할 수 있다.


박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com