인공지능(AI)과 데이터센터 확산으로 반도체 수요가 폭발적으로 늘어나면서, 부진을 겪어온 한국 파운드리 산업이 새로운 성장 기회를 맞이할 수 있다는 전망이 나왔다. 하지만 중국의 거센 추격에 대응하지 못하면 산업 전반이 위기에 빠질 수 있다는 경고도 함께 제기됐다.

산업연구원이 9일 공개한 '반도체 글로벌 지형 변화 전망과 정책 시사점' 보고서에 따르면, 2026년부터 2030년 사이 데이터센터 반도체 시장 규모는 현재 700조원 수준에서 3천조원대까지 급격히 확대될 것으로 예측됐다. 이로 인해 세계 파운드리 공급 능력이 수요를 따라가지 못하는 초과수요 상황이 발생할 수 있다는 분석이다.

보고서는 특히 대만 TSMC가 현재 미세공정 물량을 사실상 독점하고 있지만, 향후 폭발적 수요에는 단독 대응이 어려울 수 있다고 지적했다. 이에 따라 삼성전자 등 한국 기업이 일부 대체 공급자로 부상할 가능성을 언급했다.

올해 1분기 기준 글로벌 파운드리 시장 점유율은 TSMC가 67.6%로 압도적 1위를 차지했고, 삼성전자가 7.7%로 뒤를 이었다.

경희권 연구위원은 "코로나19 시기에 백신 부족 사태로 삼성바이오로직스가 단숨에 주요 공급자 지위를 획득한 사례를 떠올릴 필요가 있다"며 "현재 한국 파운드리에도 짧지만 굉장히 중요한 기회의 창이 열릴 수 있다"고 평가했다.

그러나 중국의 파운드리 및 메모리 반도체 성장세는 한국에 심각한 위협이 되고 있다. 보고서는 중국의 도전이 '전면적·실존적 위협'이라고 표현하며, 과거 한국 디스플레이 산업이 급속히 무너진 사례와 유사한 전개가 될 수 있다고 우려했다.

실제 중국 낸드플래시 제조사 YMTC는 2021년 2.7%였던 세계 점유율을 2024년 9%까지 끌어올렸으며, SMIC는 최근 3년간 매출 대비 시설투자 비중이 98%에 달할 정도로 정부 지원을 받아 생산능력을 빠르게 확대했다.

이준 선임연구위원은 "과거 주요국과 같은 속도로 기술 격차가 좁혀질 것이라고 가정하는 건 매우 위험하다"며 "중국은 상상을 뛰어넘는 자금과 자원을 투입해 예상보다 훨씬 빠르게 시장 점유율을 늘릴 수 있다"고 경고했다.

보고서는 또 국가별 반도체 산업 지원 수준이 큰 차이를 보이고 있다고 지적했다. 첨단 공정 라인을 20조원 규모로 투자한다고 가정할 때 정부 지원 비중은 일본이 54%, EU 30%, 미국 27.5%에 달하는 반면, 한국은 5.25%에 머무른다. 특히 한국은 직접 보조금 없이 세액 공제 중심으로 지원하는 구조다.

산업연구원은 한국 정부가 세제 지원 확대는 물론, 산업 인프라의 적기 공급과 AI 투자 자금 마련에 적극 나서야 한다고 제안했다.

경희권 연구위원은 "AI 수요로 인한 기회의 창은 결코 길지 않다"며 "반도체 특별법 통과, 용수·전력·부지 등 기반 시설의 신속 공급 체계를 하루빨리 구축해야 한다"고 강조했다.