AI 붐이 성숙 공정 반도체 부족을 만드는 이유

AI 붐은 보통 GPU나 AI 가속기 같은 최첨단 칩을 떠올리게 하지만, 실제로는 그보다 훨씬 넓은 반도체 시장에 영향을 주고 있다. 특히 자동차, IoT, 가전 등에 널리 쓰이는 성숙 공정(mature‑node) 반도체에서 공급 압박이 나타나고 있다.

이 현상의 핵심은 단순하다. AI 인프라 구축이 폭발적으로 늘면서 반도체 생산 능력과 투자가 AI 관련 고마진 제품으로 이동하고 있고, 그 결과 다른 분야에서 쓰이는 칩 공급이 상대적으로 줄어드는 구조가 만들어지고 있기 때문이다.

AI 시스템은 생각보다 많은 ‘보조 칩’을 필요로 한다

AI 서버나 데이터센터는 단순히 GPU만으로 동작하지 않는다. 실제 시스템에는 다음과 같은 다양한 반도체가 함께 들어간다.

• 전력 관리 IC (Power‑management chips)
• 센서 및 아날로그 칩
• 컨트롤러와 인터페이스 칩
• 각종 연결 및 신호 처리 칩

이러한 칩 대부분은 최첨단 공정이 아니라 성숙 공정에서 생산된다.

또 하나 중요한 점은 시장 구조다. 제품 수량 기준으로 보면 첨단 공정이 차지하는 비중은 20% 미만이고, 80% 이상은 성숙 공정이나 특수 공정에서 나온다 . 즉, 투자나 생산 능력이 조금만 이동해도 훨씬 큰 시장에 파급 효과가 나타난다.

SMIC 경영진도 AI 애플리케이션 확대가 전력 관리 칩 등 보조 반도체 수요를 크게 끌어올리고 있다고 밝힌 바 있다 .

파운드리들이 AI 칩에 생산 능력을 우선 배정하는 이유

또 다른 이유는 수익성이다.

AI 데이터센터용 반도체는 일반 전자제품용 칩보다 훨씬 높은 마진을 제공한다. 그래서 많은 반도체 업체들이 생산 능력과 투자를 다음과 같은 제품으로 집중시키고 있다.

• AI 프로세서
• 데이터센터용 고성능 칩
• 고대역폭 메모리(HBM)

실제로 일부 기업은 기존 소비자용 메모리 생산을 줄이고 AI용 HBM 생산으로 전환하기도 했다 .

또한 업계 분석에 따르면 파운드리들은 8인치와 12인치 성숙 공정 라인의 일부를 AI 인프라에 필요한 전력 관련 공정으로 재배치하고 있다 .

TrendForce는 세계 주요 파운드리의 8인치 공장 가동률이 2026년에 약 90%까지 상승하고 2027년에도 80% 이상을 유지할 것으로 전망했다 . 이는 성숙 공정 시장이 상당히 타이트해질 가능성을 시사한다.

AI 성장의 ‘간접적인 밀어내기 효과’

흥미로운 점은 AI 칩 자체가 반드시 같은 생산 라인을 쓰지 않더라도 공급망 전체에 경쟁이 생긴다는 것이다.

반도체 산업은 다음과 같은 자원을 공유한다.

• 제조 장비
• 소재
• 엔지니어 인력
• 투자 자본

AI 수요가 급증하면 기업들은 자연스럽게 데이터센터와 고마진 프로젝트를 우선순위로 두게 된다 . 그 결과 소비자 전자제품이나 산업용 장비에 들어가는 칩은 상대적으로 투자와 생산 능력이 부족해질 수 있다.

주문이 중국 파운드리로 이동하는 이유

이런 상황에서 일부 기업들은 대체 생산 파트너를 찾기 시작했다. 그 중 하나가 중국 파운드리다.

특히 중국 최대 파운드리인 SMIC는 첨단 공정보다는 성숙 공정 생산 비중이 높은 기업이다. 해외 파운드리들이 AI 중심으로 생산 전략을 바꾸면서 일부 고객 주문이 중국으로 이동하는 현상이 나타나고 있다 .

SMIC 측은 AI 관련 보조 칩 수요 증가와 함께 다음 요인들이 주문 증가에 영향을 주고 있다고 설명했다.

• 고객들의 사전 재고 확보(선주문)
• 산업용 주문 회복
• 가격 상승

이러한 요인으로 회사의 수주 잔고(backlog)와 수익성이 상승하고 있다고 밝혔다 .

공급망 ‘현지화’ 정책도 흐름을 강화

최근 반도체 산업에서는 공급망 지역화(localisation) 움직임도 강해지고 있다. 각국 정부와 기업이 특정 국가 의존도를 줄이려 하기 때문이다.

특히 제품 수량 기준으로 대부분의 반도체가 성숙 공정에서 생산되는 만큼, 이러한 공정을 수행할 수 있는 국가별 파운드리의 전략적 중요성이 커지고 있다 .

중국의 경우 이러한 흐름이 자국 파운드리의 역할 확대로 이어지고 있다.

가장 영향을 받는 산업

성숙 공정 칩 부족이 발생하면 영향을 받는 산업은 생각보다 광범위하다.

대표적으로 다음 산업들이 포함된다.

• 소비자 전자제품
• 사물인터넷(IoT) 기기
• 전기차 및 자동차 전장
• 산업용 자동화와 로봇

이 분야의 제품들은 대부분 아날로그 칩, 전력관리 IC, 센서, 마이크로컨트롤러 같은 성숙 공정 반도체에 의존한다. 공급이 타이트해지면 납기가 길어지거나 가격이 상승할 수 있다.

핵심 정리

AI 붐은 단순히 최첨단 GPU 시장만 바꾸는 것이 아니다. 데이터센터용 칩과 HBM 같은 고마진 제품으로 투자와 생산 능력이 이동하면서, 전 세계 전자 산업의 기반이 되는 성숙 공정 반도체 공급이 점점 더 빡빡해지고 있다.

이 과정에서 기업들은 공급망을 다변화하려 하고 있으며, 그 결과 SMIC 같은 중국 파운드리로 주문이 이동하는 흐름이 점점 더 뚜렷해지고 있다. AI가 반도체 산업 전체의 구조를 재편하고 있다는 점은 이미 시장 곳곳에서 확인되고 있다.