2021년 차량용 MCU 시장은 팹리스 업체인 Infineon, NXP, Renesas, TI, ST, Micro칩이 80% 이상의 점유율을 차지하고 있으며, 전체 물량의 80% 이상이 TSMC를 통해 위탁생산 되고 있다. 

복잡한 인증 절차와 소수 업체들의 독과점 시장이라는 조건으로 인해 공급이 한정되어 있는 반면 MCU에 대한 수요가 급증하면서 차량용 MCU 공급 부족 현상이 나타나기 시작했다. 

이를 계기로 국내 업체들도 차량용 MCU 개발을 시작했지만 2~3년의 품질시험 및 인증 절차를 거쳐야 하기 때문에 국산 차량용 MCU가 상용화 되기까지 상당한 기간이 걸릴 것으로 예상된다. 

IT기기 수요 부진에 따른 MCU 수급 완화에도 불구하고 차량용 MCU 수요 증가로 인한 MCU 공급부족 현상은 지속될 전망이다. MCU는 전기적으로 작동되는 장비 및 부품의 두뇌 역할을 하기 때문에 내연기관차의 전동화가 가속화되면서 모터, 센서, 구동장치 등에 더 많은 MCU가 필요해졌다. 특히 자율주행차가 본격적으로 도입되면 ADAS, 센서, 카메라, 레이다, 라이다 등의 장비가 추가적으로 탑재되기 때문에 Lv3 수준 자율주행차가 본격적으로 상용화 될 2025년부터 MCU의 수요가 더욱 가파르게 증가할 것으로 전망된다. 

기존 내연기관차에 들어가는 차량용 반도체의 개수는 300개 정도다. 반면 전기차는 대략 1,000개, 자율주행 전기차는 2,000개 이상 사용되며, 차량용 반도체 시장에서 MCU가 차지하는 비중은 약 25% 수준으로 파악된다. 내연기관차에 약 75개, 전기차에 250개, 자율주행차에 500개 정도가 탑재되는 셈이다. 

1대의 내연기관차가 전기차로 전환될 경우 175개의 MCU를 추가로 필요하기 때문에 2021년 전기차 판매량이 2020년 대비 346만대 증가했다는 점을 감안한다면 2021년에 약 6.1억개의 차량용 MCU 수요가 증가한 것이다. 자동차의 전동화 및 자율주행 기술이 도입 됨에 따라 중장기적 MCU 수급은 완화되기 힘들 것으로 전망된다. 

주요 수동소자 업체들의 MLCC(혹은 Capacitor) 매출 성장률을 비교해 보면 TDK 의 선전이 두드러진다. Murata, 삼성전기 등 경쟁사 대비 IT 세트에 대한 매출 비중이 미미한 반면, 전장용 적용처에 대한 매출 비중이 높기 때문이다. 이는 점유율만 봐도 명확하다. 글로벌 MLCC 시장에서 TDK의 점유율은 11%에 불과하나, 전장용 MLCC 시장으로 한정할 경우 40%에 가깝다. 사실, Murata 와 삼성전기도 전장과 관련된 매출 성장률은 괜찮은 편이다[그림 151, 153].

① Murata: 글로벌 MLCC 점유율 43%, 전장용 MLCC 점유율 54%의 1위 업체다. 구체적으로 전장용 MLCC 매출이 공개되지 않으나, 적용처별 매출을 통해서 관련 동향을 가늠해볼 수 있다. 동사의 CY 1H22 Automotive 향 매출은 1,831 억엔으로 전년 동기대비 +10% 성장했다. 참고로, 통상 Automotive 매출의 70% 내외를 MLCC 로 추정한다.

② 삼성전기: 글로벌 MLCC 점유율 25%, 전장용 MLCC 점유율 9%로 글로벌 2위, 전장용 3위 업체다. 동사의 1H22 MLCC 매출은 전년 동기 대비 +2.7% 성장한 2.2 조원이다. 이 중에서 전장용 MLCC 매출은 동 기간 무려 +70% 성장한 2,600 억원으로 추정된다.

2023년부터 주요 배터리 셀 업체들은 실리콘 음극재 채택을 본격화할 전망이다(실리콘 음극재 농도: 2023년 5% -> 2024년 10%). 음극재 성능을 향상시킬 경우 ① 에너지밀도를 추가적으로 향상시키고, ② 충전 속도를 30% 가량 단축시킬 수 있기 때문이다. 

음극재는 이차전지 충전시 양극재에서 나오는 리튬 이온을 받아들이는 역할을 한다. 흑연(Graphite)은 구조적 안정성이 우수하기 때문에 오래 전부터 지금까지 꾸준하게 음극재의 소재로 가장 많이 사용되고 있다 

흑연은 아주 규칙적인 형태로 탄소(Carbon)가 결합된 하나의 층이 여러 겹 쌓인 층상구조이다. 리튬 이온이 양극에서 음극으로 이동하는 충전 과정에서 음극에 도달한 리튬 이온은 흑연층 사이에 저장된다 

지난 2~3년간 주요 완성차 업체들과 배터리 셀 업체들은 에너지밀도를 높여 주행 거리를 늘리는 동시에 배터리 가격(에너지용량당 판가)을 떨어뜨리기 위한 방법으로 양극재 개발에 집중해왔다. 

최근 전기차 배터리 시장은 에너지밀도 향상을 위해 양극의 하이-니켈化가 활발히 이루어지고 있다. 이때 음극에서의 리튬 이온 수용 능력 증대가 함께 뒷받침 되어야 하기 때문에 실리콘 음극재의 적용이 필수적이다. 이제는 배터리 업체들이 음극재 관련 성능을 개선시키기 위해 적극적으로 움직일 차례이다. 

① 전장카메라: 센서 퓨전의 핵심 요소 중 하나가 바로 카메라다. 자율주행이 고도화되는 과정에서 뷰잉카메라는 고해상도 센싱카메라로 진화할 것이고, 탑재량 또한 크게 확대될 전망이다.

② 배터리: 중장기적으로 NCM/NCA 삼원계 배터리가 전기차 시장의 주력이 될 전망이다. 스마트카의 핵심인 L5 수준의 완전자율주행 기술이 상용화될 경우 소비전력이 증가해 높은 에너지밀도의 배터리 탑재가 필수적이기 때문이다.

③ SiC반도체: SiC 전력반도체로의 전환은 전기차의 효율성을 높이고 시스템 특성을 개선시킬 수 있게 한다. 일반적으로 SiC 전력반도체는 전기차 전력 효율을 5~10% 가량 높이는 것으로 알려져 있다. 전동화, ADAS, 인포테인먼트 등 다양한 기능으로 인해 전력 시스템 수요가 크게 증가하는 환경에서 필수적인 선택이다.

④ MLCC: 자율주행 구현을 위한 SoC의 연산 처리 성능이 급격히 개선됨에 따라, 안정적인 전류 공급을 위한 MLCC 소요량도 증가하고 있다. 그러나 제한된 PCB 공간 위에 많은 정전 용량을 지원하기 위해서는, 전장품 역시 IT와 마찬가지로 고용량 & 소형 MLCC 탑재가 필수적일 전망이다.

⑤ MCU: MCU는 전기적으로 작동되는 장비 및 부품의 두뇌 역할을 한다. L3 수준 자율주행차로 ADAS 기능이 고도화될 2025년을 기점으로 MCU의 수요가 더욱 가파르게 증가할 것으로 전망한다.

⑥ 디스플레이: 스마트카로의 진화 과정에서 차량 내 공간은 사용자에게 가치 있는 시간을 제공하는 공간으로 바뀔 것이기에 자연스럽게 차량용 디스플레이의 중요성이 부각될 전망이다.

- 전세계 에너지 소비에서 재생에너지의 비중은 10%에 불과하다.

- 천연가스는 화석연료의 하나지만, 석탄대비 탄소 배출량이 절반 수준이다. 또한 전 세계적으로 발전량의 40%를 차지하는 석탄발전이 하루아침에 신재생에너지로 교체될 수는 없다. 따라서 LNG가 넷제로(NET-ZERO)사회로 가는 과정에서 안정적인 전력수급을 위한 브릿지 역할을 하는 에너지원이 될 전망이다.

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- 제 9차 전력수급계획을 보면, 국내 노후 석탄화력 발전소 24기를 단계적으로 폐지하거나 LNG 복합화력발전소로 전환활 예정이다.

- LNG복합화력발전소의 건설기간은 24개월이기 때문에 다른 발전소 대비 빠른 공기로 지을 수 있다.

- 향후에는 수소 발전으로 사용하기 위해 저탄소 연료(수소)를 LNG와 혼소하여 발전할 경우, 기존 화력발전소의 탄소배출을 저감하면서 설비의 퇴출시점을 탄력적으로 조절할 수 있게 된다.

1997년 아시아 외환위기와 2010년 남유럽 재정위기 당시처럼 소버린 리스크 확산 가능성이 높아지고 있음. 어느 때보다 안정성에 초점을 맞추는 전략이 필요. 해당 국가와 연결되어 있는 모든 비즈니스와 금융상품 투자는 당분간 신중할 필요. 

한국가스공사는 국내 수소경제가 발전하면서 기존 사업 부문과 신규 사업 부문, 두 가지 측면에서 기회를 포착할 수 있을 것으로 판단한다.

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한국가스공사는 2030년까지 국내에 83.7만톤의 그레이 및 블루수소와 20만톤의 그린수소를 공급하는 것을 목표로 하고 있다. 여기서의 핵심은 국내 LNG 생산기지를 기반으로 한 수소 생산 인프라와 최종 수요처까지의 수소 운송 및 유통 인프라가 될 것으로 판단한다.

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그레이 및 블루 수소는 천연가스를 개질해 만들어지는 만큼 원료인 LNG의 값싼 조달 및 효율적인 유통이 비용 하락의 관건이다. 한국가스공사의 경우

1) 글로벌 시장에서 대규모로 국내에 도입되는 LNG를 조달하는 만큼 도입 계약 규모가 크기 때문에 상대적으로 높은 협상력을 통해 낮은 가격으로 LNG를 확보할 수 있다. 또한,

2) 기존의 LNG 저장소 및 유통용 배관 인프라를 활용하여 관련 비용을 절감할 수 있다는 점에서 유리하다.

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한국가스공사는 국내에 저탄소 수소 생산 및 유통 인프라를 구축하기 위해 2030년까지 4개 거점 도시에 수송용 수소생산기지를 건설하고, 전국에 모빌리티용 수소 충전소를 확충할 예정이며, 2025년부터는 LNG 배관에 수소를 혼입해 수소 혼소발전소에 공급할 계획이다.

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한편, 향후 그린수소의 비중이 높아지면서 한국가스공사는 해외로부터의 대규모 그린수소 생산 및 조달을 통해 시장을 주도할 수 있을 것으로 전망한다.

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한국가스공사는 2030년까지 해외에 신재생발전설비를 구축한 뒤 2028~2030년 중 해외에서 저탄소 (블루/그린) 수소 20만톤을, 2040년까지 121만톤의 해외 그린수소를 도입하는 계획을 제시했다. 호주, 중동 등 신재생에너지가 풍부한 곳에 17.1GW 규모의 신재생 발전설비를 구축하고, 현지에서 수전해를 통해 그린 수소를 생산한 뒤 국내에 선박으로 도입해 공급하는 것이 목표다.

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이를 위해 한국가스공사는 100MW급 수전해 기반 그린수소 플랫폼의 설계, 재생에너지 연계 5MW급 SOEC 수전해 실증 추진 등의 노력을 하고 있다.

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기업개요

Air Liquide는 1902년 설립된 프랑스의 산업용 가스 제조 기업이다. 프랑스 파리에 본사를 두고 있고, 일본, 미국, 독일, 중국, 두바이를 비롯한 전세계 75개국에 사업체를 영위하고 있다. 기후 및 에너지 전환에 대한 솔루션 및 관련 연구 개발을 진행하고 있으며, 사업 현장에서 산소, 질소, 수소를 이용할 수 있도록 제품&서비스를 제공하고 있다. 또한 금속 열처리, 유리 제조 기업 등 가스 사용량이 비교적 적은 중소 기업들에게 가스를 병에 담은 액체 형태나 드라이아이스와 같은 고체 이산화탄소 형태로 제공한다. 

- 한국의 경우, 수소 시장에 대한 관심이 전체 수소 산업 밸류체인 중 주로 다운스트림 (활용) 영역에 집중

- Air Liquide의 경우 생산 – 운송 및 저장 분야를 중심으로 활용 부분까지 수소 산업 전체 밸류체인에 걸쳐 사업을 영위하고 있음

- 아울러, 수소 산업 확장 의지가 있는 다양한 분야의 고객 들과 JV설립을 통해 수소 산업에 대한 노출도를 지속적으로 증가시키고 있음

​- 주요 국가들의 탄소중립 목표가 당겨지면서 친환경 수소 시장은 향후 10~50년간 비약적으로 성장할 것으로 전망

- 중국, 한국 등 주요 국가들이 2050년까지 탄소중립을 달성할 것이라는 목표를 제시

- 초기에는 기존화석연료에 CCUS (탄소 포집/활용/저장 기술)를 조합한 블루수소와 그린수소의 동반성장, 이후 그린수소 위주의 성장이 전망됨

- Air Liquide는 노르망디 산업단지의 탈탄소화를 목표로 친환경 수소 생산/공급 및 탄소 포집 네트워크를 구성