해외물류시장 이슈

글로벌 반도체 산업 현황

반도체 산업은 스마트폰, 컴퓨터, 의료기기 등 첨단 기술 제품 및 솔루션에 대한 수요에 힘입어 세계에서 가장 빠르게 성장하고 있으며, 가장 혁신적인 분야 중 하나임

• (시장 규모) 2022년 6,100억 달러에서 매년 6% 이상 성장해, 2027년 7,360억 달러 예상(statista, 2023)
• (지역별 시장 규모) 국가별로는 중국(1,936억 달러), 미국(805억 달러), 일본, 싱가포르의 순서이며, 지역별 로는 아시아(66%), 미주(24%), 유럽 순임
• (반도체 산업의 수익성) 지속적으로 제고되고 있으며, 2021년 9월 기준, 타 산업 대비 장기 수익성 예측치는 2000-2004년 15위, 2016-2020년 4위에서, 3위로 성장할 것으로 예측되므로, 시장의 지속적인 성장이 예상됨
• (지역별 반도체 가치 창출액) 팹리스(fabless) 제조업체가 집적된 북미가 세계 경제적 이익(EP)의 60%, 장비 제조 중심의 유럽이 4%, 반도체 계약 생산 허브인 아시아가 36%를 차지함

반도체 물류 시장

• (추정(2023년)) 항공화물 142.8십억 달러 중 전자제품 비율(18.2%), 전자제품 중 반도체 비율(83%)을 반영하면, 약 21.6십억 달러 수준으로 추정됨

반도체 연관 산업

• (연관 산업의 반도체 수요(2030년)) 서버/데이터센터((2,490억 달러), 스마트폰(2,130억 달러), 산업전자, 자동차 순(ASML)
• (연관 산업의 반도체 산업 성장 기여 수준(2021-30년)) 전산/데이터 처리(25%), 무선통신(25%), 자동차 (20%), 산업전자(15%), 가전(10%), 유선통신(5%)(McKinsey & Company)

반도체 산업 대표 기업

• 7위권 이내 미국 5개 기업, 한국 2개 기업

가장 빠르고 안전한 운송을 제공하는 항공화물 운송산업은 반도체와 같은 민감하고 귀중한 제품의 물류에 필수적임

• 항공화물 운송산업은 반도체 산업의 엄격한 규정과 표준을 준수해야 하며, 제품의 품질과 무결성을 보장하기 위해 모범 사례와 기술을 채택해야 함

글로벌 공급망 구성원

• 공급업체, 제조기업, 유통업체, 고객, 물류 등 서비스 공급자
• (스마트폰 프로세서 생산의 예) 많은 소재 및 프로세스가 개입되며, 공급망이 세계의 많은 지역을 포함함

공급부족 현상

• 자동차, 가전, 통신기기, 항공우주 등 분야 전자 장비 및 시스템의 핵심 부품으로서, 공급부족 발생 시 파급효 과가 매우 큼

공급부족 발생 원인

• ① 팬데믹으로 인한 생산 및 유통 과정의 단절 현상, ② 미-중 무역분쟁으로 인한 특정 공급기업에 대한 관세 및 무역 제재, ③ 반도체 필요 산업 분야의 지속적인 확대로 인한 수요 증가, ④ 반도체 산업의 시설및 혁신 능력의 한계, ⑤ 특정 제조기업에 대한 과도한 집중 등의 요인이 복합적으로 작용함
• 공급부족으로 인해 가격 급등, 리드타임 확대, 품질 문제, 재고 부족, 주문 미충족 등의 문제가 발생함

글로벌 반도체 공급망 현황

(산업 특성) 대단히 R&D(전자기기 제조업체 총 매출의 22%) 및 자본(26%) 집약적인 산업

이러한 기술 및 자본 의존도로 인해 경쟁 우위를 확보한 지역별로 차별화된, 매우 전문 화된 글로벌 공급망이 구축됨

• (미국) 디자인 자동화(EDA), 핵심 지적재산권(Core IP), 칩 디자인, 첨단 제조 설비 등 R&D 집약적인 프로 세스 중심
• (동아시아) 정부 지원을 통한 막대한 자본 투자, 강력한 인프라, 숙련 인력을 필요로 하는 웨이퍼 제조 중심
• (중국) 상대적으로 낮은 기술 수준과 자본 집약적인 조립, 포장, 테스팅 중심으로서 밸류체인 확장을 위한 공격적인 투자를 하고 있음

따라서 모든 공급망 참여국들의 이러한 통합된 글로벌 공급망에 대한 의존도가 매우 크며, 소재, 장비, 지적재산권, 제품의 자유로운 무역이 핵심 전제가 됨

반도체는 원유, 정유, 자동차에 이은 세계 4위 무역 상품으로서, 이러한 글로벌 공급망 체계가 막대한 가치를 창출함

• 이러한 국제적인 분업 대신, 각 지역별 공급망 운영 가정 시 최소 1조 달러의 초기 투자를 필요로 하며, 35-65%의 반도체 가격 인상이 초래될 것으로 추정됨

리스크 및 취약 부분

• 공급망 중 50군데 이상에서 특정 지역 점유율이 65%를 초과함
• 75%의 생산능력과 핵심 소재 공급업체가 지정학적 리스크 및 지진 등 재난 리스크가 있는 중국 및 동아시아에 입지하고 있음
• 특히 첨단 제조시설의 90%가 타이완, 한국에 입지하고 있으므로, 자연재해, 인프라 단절, 국제 분쟁 등 발생시 심각한 공급망 단절이 발생할 수 있는 핵심 부분임
• 특히 지정학적 분쟁은 혁신 기술, 장비, 소재, 제품 흐름의 단절을 초래함

미국 반도체 산업 및 공급망 현황

부문별 미국 반도체 시장 규모

• 집적회로가 압도적으로 많으며, 개별(discrete) 반도체, 센서 및 구동소자(actuator) 순임

CHIPS & Science ACT

• 2022년 8월 9일 발효
• (목적) 반도체 제조시설에 대한 재정 인센티브 등을 통해 미국의 반도체 산업 육성 및 공급망 안전성 강화

National Semiconductor Economic Roadmap(NSER)

• CHIPS & Science ACT의 가치 구현, 미국의 경쟁력 제고 및 글로벌 리질리언스 확보 실현을 위해 인프라, 공급망, 인적자원, 기업가 정신 등 4개 핵심 분야에 대한 목표 및 추진방안을 제시함(2022년 12월)

NSER의 공급망 관련 비전

• ① 안정적인 국내 제조 지원을 위한 신뢰할 수 있는 공급망 구축 및 원자재, 소모품, 중간재, 장비 공급업체의 다변화, ② 첨단 반도체 제조를 위한 국내 생산능력 확대, ③ 글로벌 시장에 대한 접근성 확보 및 글로벌 공급망에 대한 가시성 제고를 통한 혁신 촉진

미국 반도체 제조산업 투자 관련 시나리오(2032년 예측)

• (momentum) 한국, 대만, 중국 대비 매력도 열위 및 투자 감소 추세가 지속될 경우 2032년 글로벌 자본 투자 8% 점유, 글로벌 웨이퍼 생산능력 점유율 10%에서 8%로 감소
• (parity) NSER 등을 통해 CHIP ACT가 신속히 추진되어 한국, 대만 수준의 경쟁력을 보유하게 되는 경우 글로벌 자본 투자 점유 16%, 생산능력 11% 점유(momentum 대비 36% 증가)
• (leadership) NSER의 성공적인 추진을 통해 세계 선도 수준의 경쟁력을 보유하게 되는 경우 글로벌 자본 투자 28% 점유, 생산능력 16% 점유
• NSER은 미국 반도체 산업이 leadership scenario를 달성하기 위해 필요한 행동 계획을 제시함

공급망 단계

• 디자인, 조립, 패키징 및 테스팅, 유통
• ① (디자인) Intel, Nvidia, Qualcomm, AMD, Broadcom, Synopsys 등 주로 캘리포니아 소재, ② (제조 (fabrication)) 웨이퍼 제조회사, 장비 및 소재 공급업체 포함하며, TSMC, Samsung, SK Hynix, SMIC, Sony, ASML 등 주로 아시아 소재, ③ (패키징 및 테스팅) ASE, Amkor, JCET, SPIL 등 주로 말레이시아, 태국, 베트남 등 동남아 소재, ④ (유통) 보관, 재고관리, 운송 등, 항공운송 의존도가 절대적임

미국 반도체 공급망 취약 부문

• 반도체 공급망은 대단히 복잡하며, 반도체 제조를 위해서는 세계 각지의 공급원으로부터 수천 개의 부품이 공급되어야 함
• 반도체 공급망의 각 단계들은 지리적으로 집중된 경우가 많으며, 미국은 원재료, 웨이퍼 생산, PAT(패키징,조립, 테스트) 부문에서 공급망 단절 위험을 가지고 있음
• leadership 시나리오의 경우 미국의 웨이퍼 생산은 두 배가 되고 다량의 원재료와 PAT가 해외로부터 공급 되어야 함
• 아래 그림은 시나리오별로 각 공급망 단계에서의 해외 의존도를 보여줌

NSER 공급망 강화 세부 추진전략

• (미국 및 우호국 공급원 확보) ① 구매력 강화 및 공급체계 개선을 위해 타 산업과의 원재료 공유, ② 취약및 전략 원재료와 가스의 민간 및 국방 비축량 확보
• (국내 PAT 시설 능력 제고 및 해외 연계망 확보) PAT 기업의 니어쇼어링 및 프랜드쇼어링(friendshoring)
• (투명성이 확보되고 최적화, 디지털화된 리질리언트 글로벌 공급망 구축) ① 연관 산업 간 데이터를 표준화, 수집, 분석할 수 있는 프로그램 구축, ② 전 과정(E2E) 공급망 무역 흐름과 관련된 하위 레벨의 세부 데이터 수집, 취합, 분석, ③ 공급, 제조, 운송, 물류 측면에서의 핵심 제약요인 및 단절 상황을 계량화, 예측, 분석할수 있는 실시간 데이터 분석 플랫폼 구축

미국 반도체 공급망 문제점(미국 상무성 조사 자료)

• 2019-21년 동안 수요가 17% 증가했으나, 공급 대응이 되지 않아 심각한 수급 불균형을 초래함
• 팬데믹 등 공급부족 기간 동안 100%에 근접하는 생산시설 가동률에도 불구하고 심각한 부족 현상을 겪음
• 평균재고일수가 ‘19년 40일에서 ’21년 5일로 축소되었으며, 핵심 산업에서의 재고부족 현상은 더욱 심각함
• 가장 심각한 병목 현상은 웨어퍼 생산에서 발생했으며, 이는 장기적인 대응을 필요로 함

미주와 글로벌 반도체 물류 관련 주요 이슈

항공화물 수급 불균형

• (수요증가 요인) 팬데믹으로 인한 반도체 사용 제품 수요의 급증 및 반도체 재고 확보를 위한 수요의 급증
• (운송용량 감소 요인) ① 팬데믹으로 인한 여객기 하부적재함 공급의 급감, ② 화물기의 제한적인 가용도,③ 백신, 의약품, EC 화물의 증가로 인한 여유 공간의 부족 등이 공급능력을 크게 감소시켰으며, 이로 인해 운임 급증, 소요 시간 증대, 서비스 품질 문제 등을 초래함
• (사례) 심각한 공급부족 상황이던 2021년 1월 TSMC는 150톤 운송 운임에 해당하는 20-30%의 프리미엄 운임을 지불하고 Arizona의 고객에게 차터(전세기) 운송을 실시함

운송비 증가

• 반도체 수급의 불확실성, 연료비, 인건비, 반도체 화물 취급 장비비 등 제 비용의 증가가 운송비 부담을 지속 적으로 증가시키고 있음
• 따라서 루트 최적화, 적합한 운송 수단의 선정, 적재율 제고, 반도체 물류 전문화, 전문 물류기업과의 중장기 파트너십 기반의 효율성 제고 전략 등을 통한 비용 절감 노력이 필요함

화물추적, 가시성 확보 관련 불확실성 및 신뢰도 확보의 한계

• 화물추적 시스템과 프로세스의 표준화 및 통합 수준의 미비로 인해 오차, 지연, 손실이 발생하고 있음
• 따라서 IoT, RFID, GPS, 블록체인 등 첨단 기술 기반의 전 과정(E2E) 실시간 화물추적 시스템이 구축되어 야 함

항공화물 보안 및 규제 관련 리스크

• 반도체 및 관련 제품은 고가치, 민감성 화물이므로, 통관, 수출입 통제, 세금, 환경 및 안전 기준 등과 관련해 국가와 지역별로 다양한 요구 및 제약에 대응해야 함
• 이와 관련한 리스크가 고운임, 공급망의 복잡성 및 기타 불확실성을 초래함
• (사례) 2021년 2월, Mexico City International Airport에서 위조 서류를 이용한 절도범들에게 30만 달러 상당의 Guadalajara행 반도체를 도난당함

미주와 글로벌 반도체 물류 관련 주요 이슈 대응 방안

반도체 부족을 포함한 다양한 반도체 산업의 리스크들은 복잡하며, 단기간 해결이 어려운 문제이므로, 반도체 산업, 반도체 공급망관리의 주도적인 역할을 하는 항공운송 산업 및 기타 물류산업 등을 포함하는 글로벌 공급망 구성원, 각국 정부 및 기타 이해 관계자 간의 조정, 긴밀한 협력 및 선제적인 대응을 필요로 함

공급망 리질리언스 강화 및 다변화

• 리스크를 해소하기 위해 각 지역별로 전 과정(full-stream)을 포함하는 공급망을 구축하는 것은 투자 소요, 비용, 실현 가능성 등의 측면에서 불확실성이 크므로, 섬세하고 타겟이 명확한 정책을 통해 공급망 리질리언 스를 강화하고 자유로운 무역 흐름을 유지 확대하는 데 중점을 두어야 함
• 특히, 팬데믹 리스크 등에 대비해 공급망 다변화, 그리고 전후방 연관 산업, 공급업체, 공급망을 포함하는 지역 간 정보와 자원의 공유 및 긴밀한 협업 체계 확립이 필요함
• (사례) 2021년 2월, Intel은 생산능력 확대 및 외부 공급망에 대한 의존도 축소를 위해 200억 달러를 투자하 여, Arizona에 두 개의 반도체 제조공장 건설을 결정함

물류기업 사례

• (FedEx) 센서 기반 장비인 SenseAware를 통해 반도체 장비의 위치, 온도, 습도, 빛 노출, 충격 등과 관련된 상황에 대해 모니터링하며, 실시간 경고 및 데이터 분석 기능을 제공함
• (UPS) RFID 태그 및 리더 기반의 UPS Premier를 통해 반도체 선적의 우선순위 결정, 최적화, 추적, 가시성 제고, 모니터링 서비스를 제공함
• (Air Canada Cargo) AC Absolute°와 같은 온도조절 컨테이너 및 모니터링 장비를 활용해, 반도체 운송 서비스를 제공함
• (Expeditors) 반도체 화물의 총가치를 커버하는 보험 솔루션 및 반도체 선적에 대한 실시간 세부 화물 추적 서비스를 제공함

수요관리 및 우선순위 최적화

• 반도체뿐 아니라 항공화물 운송 우선순위 결정에 있어서 경쟁 관계에 있게 되는 타 화물에 대한 수요 관리및 우선순위 최적화
• 이를 위해 ① 해당 산업의 필요 및 기대 수준과 관련한 지속적인 커뮤니케이션에 기반한 정확한 수요예측,② 반도체 및 유사 운송 화물에 대한 주문 및 운송 스케줄 조정 및 최적화, ③ 고객 및 기타 공급망 이해관계 자에 대한 적절하고 균형 있는 자원 및 공급 할당 등이 필요함
• (사례) 2021년 3월, 삼성은 글로벌 반도체 공급부족 및 모바일 기기 수요 급증에 대응하기 위해 자동차용 반도체 대비, 스마트폰 및 가전제품용 반도체 생산에 우선순위를 두기로 결정함

정책 지원 및 규제

• (사례) 2021년 4월, 미국 정부는 2조 달러 인프라 플랜의 일환으로, 500억 달러의 국내 반도체 산업 지원 예산을 할당함. 이 예산은 반도체의 생산, 연구개발, 공급망 리질리언스 프로그램 등을 위해 사용됨

항공사의 불확실성 대응능력 및 리질리언스화

• (사례) AI, 클라우드 컴퓨팅, 데이터 애널리틱스 기반의 디지털 전환을 통해, ① 프로세스 및 운영 최적화와 효율적인 수요 ․ 수익관리(Demand Revenue Management), ② 반도체 수급 관리 및 우선순위 조정을 위한 공급업체, 고객, 그리고 물류 등 서비스 제공업체 간 긴밀한 협력체계 확립

보안 및 규제 대응능력 강화

• (사례) FedEx는 블록체인, 생체인식 등 첨단 기술을 활용해 선적화물의 보호, 추적 등 보안시스템을 강화하 고, 각 국가별 규정 및 요구에 대응하는 능력을 강화함

반도체 운송 시설, 장비 및 취급 요건

특수성

• 반도체는 가벼우면서도 부가가치가 높은 제품으로, 항공운송 수출 비중이 35.7%로 역대 최고치를 기록함
• 반도체는 고온, 고압, 충격, 습도, 전자파 등에 민감하게 반응하기 때문에, 항공운송 시에는 이러한 요인들을 최소화하고 안전하게 보호할 수 있는 특수한 포장과 취급이 필요함

필요 장비

• 포장 장비: 정전기 방지용 비닐, 에어캡, 폼, 박스 등으로 포장되어야 함
• 적재 장비: 항공기에 적재할 때, 적절한 온도와 습도를 유지하고 충격을 방지하기 위해 쿨컨테이너, 쿨팔레 트, 쿨덱 등의 장비를 필요로 함

필요 시설

• 포장 시설: 포장 장비를 사용해 포장되기 전에, 청결하고 건조한 공간에서 보관되어야 함
• 적재 시설: ① 적재 장비를 사용해 항공기에 적재되기 전에, 적절한 온도와 습도를 유지하고 충격을 방지할수 있는 공간에서 보관되어야 함, ② 반도체의 안전과 완결성 유지를 위해 충분한 보안 및 모니터링 시스템을 필요로 함

취급 요건

• 포장 요건: 포장된 상태에서도 반도체의 종류, 수량, 목적지 등을 확인할 수 있도록 라벨링되어야 하며, 견고 하고 안정적으로 적재할 수 있도록 적절한 크기와 형태로 포장되어야 함
• 적재 요건: 적재된 상태에서 반도체의 온도와 습도를 모니터링할 수 있도록 센서나 로거가 장착되어야 하며, 적재된 반도체는 충격이나 진동을 최소화할 수 있도록 적절하게 고정되어야 함