[IT동아]

2026년 2월, 세계 최대 반도체 위탁생산 기업 TSMC가 흥미로운 사례를 공개했다. 일본 협력사가 공급하던 첨단 패키징용 화학소재를 대만에서 생산하도록 지원한 결과, 생산 주기가 60일에서 20일로 줄었다는 것이다. 공급사가 생산 거점을 고객 가까이 옮기자 생긴 변화다. 반도체 산업에서 산업생태계가 왜 경쟁력이 되는지 보여준다.

반도체 공장, 즉 팹(fab)은 어디에 지어야 할까? 물이 풍부한 곳일까, 전기가 저렴한 곳일까. 숙련인력이 모인 곳일까, 반도체 소재·장비 기업이 밀집한 곳일까. 답은 '모두'다. 따져야 할 것은 이들을 합친 전체 경제성이다.

물과 전기, 사람과 산업생태계

필자의 앞선 두 칼럼에서 반도체 공장에 필요한 물과 전기를 살펴봤다. 물은 극심한 가뭄에도 안정적으로 공급되어야 하고, 전기는 필요한 양과 품질을 갖춰 끊기지 않아야 한다. 그러나 두 조건이 충족된다고 곧 최적 입지가 되는 것은 아니다. 물과 전기는 공장이 지속적으로 돌아가기 위한 필수 조건이지, 가장 경제적인 생산을 보증하지는 않는다.

팹에는 첨단 장비를 운전하고 고장을 진단하며 생산 수율을 높이는 고도로 숙련된 인력이 필요하다. 인건비가 저렴해도 수율이 낮으면 비용이 높아진다. 가령 같은 비용으로 칩 100개 분량을 가공할 때, 양품이 60개인 팹은 90개인 팹보다 칩당 생산비가 50% 높다. 반대로 임금이 높아도 생산성이 뛰어나다면 전체 비용은 낮아질 수 있다. 첨단 공정의 문제를 해결하는 경험과 숙련도는 단기간에 확보하기 어렵다. 팹에서 인력은 단순히 값싸게 채용할 대상이 아니라 공장의 생산성을 좌우하는 자산인 셈이다.

산업생태계도 빼놓을 수 없다. 팹에는 장비와 화학소재, 고순도 가스, 부품과 유지보수 서비스가 필요하다. 관련 기업이 가까우면 고장에 신속히 대응하고 물류비와 재고 부담을 줄일 수 있다. 먼 곳의 공급망도 안정적으로 운영할 수 있다면 경쟁력이 된다. 관건은 거리 자체보다 공급의 안정성, 대응 속도, 그리고 비용이다. 핵심 장비의 수리를 하루 앞당기면 멈춰 있던 생산라인을 더 빨리 가동할 수 있고, 이 가치는 매우 크다. 협력기업이 가까이 모여 있으면 이 세 가지를 갖추기가 훨씬 쉬워진다.

가장 저렴한 입지가 가장 경제적인 입지는 아니다

토지와 인건비가 저렴한 곳이 유리해 보일 수 있다. 그러나 입지의 값은 땅값과 임금만으로 정해지지 않는다. 초기 투자비가 낮아도 운영비가 높거나 생산성이 떨어지면 더 비싼 공장이 될 수 있다.

입지의 경제성을 평가하는 방법 가운데 하나가 균등화 생산비용(Levelized Cost)이다. 공장의 건설비와 운영비, 생산량과 자본비용을 현재가치로 환산해 운영기간 전체의 단위 생산비용을 구하는 방법이다. 단순히 총투자액이 적은 곳을 고르는 대신, 팹이 가동되는 동안 웨이퍼 한 장 혹은 정상 칩 하나를 만드는 데 얼마가 드는지 따져보는 것이다.

2026년 6월 맥킨지 글로벌연구소는 대만·중국·미국·독일에 같은 28나노미터급 논리 반도체 공장을 세운다고 가정해 생산비용을 비교했다. 장비와 주요 소재는 비용 비중이 크지만 지역별 가격 차이는 상대적으로 작았다. 반면 노동생산성, 건설비, 에너지비용, 건설에서 생산 개시까지 걸리는 시간이 국가 간 경제성에 큰 차이를 만들었다.

지역에 따라 달라지는 비용이 입지 선정에 결정적인 역할을 한다. 전기요금이 다소 높아도 정전 위험이 작다면 유리할 수 있다. 땅값이 비싸도 협력기업이 가까워 양산을 앞당길 수 있다면 그만한 가치가 있다. 싼 조건을 찾아 비용 하나를 줄이다가 다른 비용이 더 커질 수도 있다. 결국 개별 비용이 가장 낮은 곳이 아니라, 전체 비용과 생산성, 수익 및 위험을 종합했을 때 장기적인 경제성이 높은 곳이 최적 입지인 것이다.

기업에 유리한 입지가 국가에도 유리할까

세계 각국은 반도체 공장을 유치하기 위해 보조금과 세제 혜택을 제공하고 전력망과 용수시설을 건설한다. 정부의 지원이 많을수록 기업이 부담하는 비용은 줄어든다. 그러나 기업에 저렴한 입지가 국가에도 저렴한 것은 아니다.

한 지역에는 전력망과 용수시설이 이미 갖춰져 있고, 다른 지역에는 이를 새로 건설해야 한다고 가정해 보자. 정부가 시설을 건설해 주면 기업이 부담하는 비용은 비슷할 수 있지만 국가는 다르다. 보조금도 기업과 정부 사이에서 비용의 부담 주체를 바꿀 뿐, 국가 전체에 새로운 이익을 만들어내는 것은 아니다.

그렇다고 정부 지원이 잘못된 것은 아니다. 정부 지원은 새로운 투자를 촉진할 수 있기 때문이다. 반도체 팹은 일자리와 연관 산업을 키우고 기술혁신과 공급망 안정에도 기여한다. 이러한 편익이 공공투자에 따른 비용보다 크다면 정부 지원은 충분히 타당할 수 있다.

결국 기업은 어디에 투자해야 가장 높은 수익을 얻을 수 있는지 판단해야 하고, 정부는 어디에 투자해야 국가 전체에 가장 큰 편익을 가져올 수 있는지 판단해야 한다. 그리고 두 판단의 결과가 반드시 일치하지는 않는다.

마지막으로 계산해야 할 비용, 시간

그런데 이 모든 계산에서 놓치기 쉬운 요소가 있다. 시간이다. 반도체 공장을 짓는 데는 수년이 걸리지만 세계시장은 기다려주지 않는다. 공장을 짓는 속도도 나라마다 다르다. 맥킨지에 따르면 착공부터 초기 생산까지 대만과 중국은 12~16개월, 미국이나 유럽은 24개월이 걸린다. 먼저 생산하면 고객을 확보할 수 있고, 생산 경험은 축적되어 수율을 높일 수 있다. 뒤늦게 출발한 기업은 같은 설비를 갖추고도 시장 진입의 기회를 놓칠 수 있다.

공장 부지를 싸게 확보해도 생산이 1년 늦어져 중요한 고객을 잃는다면, 부지비용 절감은 별 의미가 없을지 모른다. 맥킨지는 첨단 공정에 먼저 진입한 기업이 초기의 높은 판매가격과 수율 개선 효과를 누릴 수 있다고 분석했다. 물론 무조건 빠른 것이 정답은 아니다. 수요를 잘못 읽고 증설하면 막대한 설비가 놀 수 있다. 충분한 검토 없이 서두른 결정은 수십 년의 부담으로 남는다. 반대로 검증이 끝났는데도 불필요한 논쟁과 의사결정 지연이 이어진다면 그 역시 큰 비용이 된다.

지난 11일 최태원 SK그룹 회장은 해외 경쟁기업이 더 빠르게 생산능력을 늘리면 한국의 시장점유율이 줄어들 수 있다고 경고했다. 반도체 패권 경쟁, 이른바 칩 워(Chip War)의 시대에는 무엇을 어디에 지을지만큼 언제 생산을 시작하느냐가 승부를 가른다. 지연의 손실은 공사비가 늘어나는 데 그치지 않는다. 놓친 고객과 매출, 앞서간 경쟁자와 벌어진 격차로 나타날 수 있다.

최적 입지는 물과 전기, 인력과 산업생태계, 투자비와 운영비에 시간의 가치까지 더해 판단해야 한다. 충분히 검토하되, 결정했다면 신속히 실행해야 한다. 가장 비싼 반도체 공장은 건설비가 가장 많이 든 공장이 아닐 수 있다. 어쩌면 시장에 너무 늦게 도착한 공장일 수 있다.

글 / 정석희 전남대학교 환경에너지공학과 교수

정석희 박사는 전남대학교 교수이자 에페트솔루션(EFET Solutions) 창업자 겸 CEO로, 미생물 전기화학 시스템 기반 그린 하·폐수처리 및 에너지 전환 기술을 연구하고 있다. 국가 장학 지원을 받아 해당 분야의 세계적 연구기관인 미국 펜실베이니아 주립대학교에서 석사와 박사 학위를 취득했다. 환경·에너지 분야의 연구 성과를 바탕으로 3년 연속 스탠퍼드대학교 ‘세계 상위 2% 과학자’ 리스트에 선정되었으며, 학계와 산업계를 연결하는 기후·에너지 솔루션 개발에 힘쓰고 있다. 현재 기후에너지환경부 산하 광주녹색환경지원센터 센터장을 맡고 있으며, 환경보전에 이바지한 공로를 인정받아 2026년 기후에너지환경부장관 표창을 받았다.

정리 / IT동아 김영우 기자 (pengo@itdonga.com)