[뉴스줌인] '포토마스크'까지... 소부장 전반으로 확산 촉각

반도체 공정 핵심 부품인 '포토마스크' 수급난은 반도체 공급 부족을 심화할 수 있는 새로운 복병이다. 특히 파운드리에 반도체 주문이 몰리는 병목 현상에 더해 소재·부품·장비(소부장) 생태계 전반에 걸쳐 반도체 생산·공급의 걸림돌이 확산하고 있다는 점에서 우려가 커졌다.

[뉴스줌인] '포토마스크'까지... 소부장 전반으로 확산 촉각

반도체 노광 공정에 필수인 포토마스크는 대체로 외주업체에서 공급받는다. 핵심적인 고객 디자인 정보가 포함돼 있어 파운드리에서 직접 만들지 않는다. 이 때문에 팹리스가 마스크 제작업체에서 구매해 파운드리에 제공하거나 팹리스가 파운드리에 비용을 지불하고 파운드리가 직접 구매하는 방식을 취한다. 국내 8인치 파운드리 업체 가운데 세 곳은 파운드리 직접 구매 방식, 다른 한 곳은 팹리스 구매 방식을 주로 채택하고 있는 것으로 알려졌다. 어떤 방식이든 포토마스크 가격 인상은 팹리스에 부담으로 작용할 수밖에 없다. 반도체 공급 부족으로 파운드리 서비스 가격이 높아진 데다 포토마스크 값도 비싸져서 팹리스 입장에서는 '이중고'다. 팹리스의 비용 부담은 반도체 칩 가격 인상으로 이어진다.

파운드리엔 반도체 생산 병목을 가중시키는 요인이 된다. 비싼 가격을 치르더라도 포토마스크를 확보하면 그만이지만 납기 지연은 반도체 생산에 차질을 빚는다. 산업용 아날로그 반도체로 주로 쓰이는 복합전압소자(BCDMOS) 칩의 경우 포토마스크가 약 40개 필요한데 한꺼번에 공정에 활용되는 것이 아니라 하나씩 순차적으로 입고해 사용한다. 만약 한 개의 포토마스크라도 입고가 지연되면 생산이 연쇄적으로 지연돼 반도체 칩 출하가 상당히 늦어질 수 있다. 업계 관계자는 25일 “포토마스크 부족 시 한 개의 칩 생산도 상당히 지체되는데 여러 칩을 탑재하는 완제품의 경우 제품 출하 시기가 더욱 늦어질 수 있다”고 지적했다.

다른 반도체 소재와 장비 수급도 불안하긴 마찬가지다. 원자재 대란으로 반도체 소재 가격이 급상승했고, 반도체 제조 장비는 웃돈을 주더라도 쉽게 확보하기 어려운 상황이다. 한 반도체 장비 업체 관계자는 “반도체 장비 리드타임(발주부터 납품까지 기간)이 수개월 이상 늘어나고 있다”면서 “구공정을 중심으로 한 중고 반도체 장비의 경우 이 같은 현상은 더욱 심하다”고 밝혔다. 소부장 수급난이 반도체 생태계 전반을 흔들고 있는 셈이다.

반도체 수급난으로 완성차 생산에 차질이 발생했다. 사진은 차량용 마이크로컨트롤러유닛(MCU) 1위인 NXP의 MCU 제품
<반도체 수급난으로 완성차 생산에 차질이 발생했다. 사진은 차량용 마이크로컨트롤러유닛(MCU) 1위인 NXP의 MCU 제품>

파운드리 단에서도 반도체 생산 병목은 쉽게 해결되지 않을 것으로 전망된다. 특히 대규모 설비투자가 어려운 8인치 파운드리의 경우 팹 가동률을 100% 이상 유지하더라도 병목 현상이 해소되지 않고 있다. 파운드리 가격 상승에도 주문이 밀려 반도체 공급난 해결에는 시간이 필요한 것으로 보인다. 한 파운드리 업계 관계자는 “이미 내년 상반기까지 주문이 모두 예약된 상황”이라면서 “최소 내년까지는 반도체 공급 부족 문제가 해소되긴 쉽지 않을 것”이라고 난망했다.

이 같은 현상은 산업 전반에 악영향을 미치고 있다. 완성차 업계는 여전히 반도체를 구하지 못해 생산을 조절하고 있다. 스마트폰 업체들도 애플리케이션프로세서(AP) 부족으로 원하는 제품을 제때 생산하지 못하고 있다. 금융분석업체 서스키해나의 크리스토퍼 롤랜드 애널리스트는 월스트리트저널(WSJ)과의 인터뷰에서 “반도체를 주문하고 실제 납품받는 데까지 지난해 말 기준으로 13주 정도 걸렸는데 올 3분기에는 평균 22주가 걸린다”면서 “관련 통계를 내기 시작한 이래 이처럼 치솟은 것은 이번이 처음”이라고 밝혔다.

권동준기자 djkwon@etnews.com, 윤건일기자 benyun@etnews.com