공정 기술과 용수 문제로 본 대만·일본 반도체 산업 발전 모델의 차이

작년, 저는 일본에서 저서 『tsmc, 추동세계적비밀(TSMC, 세계를 움직이는 비밀)』을 출간한 것을 계기로 일본 산업계 및 언론과 활발히 교류하게 되었습니다. 최근 일본 언론은 특히 두 가지 이슈에 주목하며 제게 의견을 구하고 있습니다. 하나는 TSMC 구마모토 제2공장(JASM)의 공정 기술 업그레이드 여부이고, 다른 하나는 JASM의 공업용수 문제입니다. 이 칼럼을 빌려 이에 대한 제 관점을 공유하고자 합니다.

JASM 제2공장의 공정 계획과 관련하여, 일본 언론은 4나노(nm)로의 업그레이드 가능성을 먼저 보도했고, 뒤이어 대만 언론에서는 단숨에 2나노 공정으로 직행할 수 있다는 관측을 내놓았습니다. 비록 TSMC 측의 공식 확인은 없었지만, 제 견해는 이렇습니다. JASM 제2공장은 현재 건설 중이므로 설계를 변경할 경우, 원래 예정된 2027년 가동 시기보다 늦어진 2028년에야 생산이 가능할 것으로 보입니다. 하지만 3년 후의 시장 수요를 고려할 때, TSMC가 제2공장의 공정 기술을 고도화할 가능성은 상당히 높습니다.

실제로 TSMC 웨이저자(C.C. Wei) 회장은 "전 세계 데이터 센터 건설 계획이 3배로 증가했으며, AI 반도체 수요가 생산 능력을 훨씬 초과하고 있다"고 밝힌 바 있습니다. 엔비디아(NVIDIA), AMD, 애플, 구글, 아마존 등 선도적인 칩 제조사들은 앞다퉈 최첨단 칩으로 전환하고 있습니다. 3년 후라면 6나노와 7나노 공정은 이미 '성숙 공정(레거시 노드)'으로 분류되어 수요 감소가 불가피할 것입니다. 따라서 TSMC가 시대적 흐름에 맞춰 공정 기술을 업그레이드하는 것은 합리적인 추론입니다.

구마모토 제2공장의 계획 변경 가능성에서 알 수 있듯이, TSMC의 글로벌 투자 전략은 끊임없이 동적으로 조정되고 있습니다. 일본은 미국의 굳건한 동맹국으로서 지정학적 고려 하에 미국 정부와 고객사가 모두 수용할 수 있는 생산 거점입니다. 게다가 아시아에 위치한 일본은 후공정(패키징 및 테스트) 및 시스템 조립으로의 연결이 신속하여, 이른바 'NCNT(No China, No Taiwan)' 정책 하의 최적의 대안이라 할 수 있습니다.

현재 TSMC의 가장 큰 고민은 최첨단 공정의 생산 능력(Capa) 부족입니다. 삼성전자와 인텔이 첨단 공정에서 추격하지 못하는 상황에서, TSMC의 3나노 라인은 풀가동 중임에도 고객 수요를 맞추지 못하고 있으며, 2나노 생산 능력 또한 이미 예약이 완료된 상태입니다. 따라서 TSMC는 공장을 지속적으로 확장해야 할 뿐만 아니라, 내부적으로 원래 7나노, 6나노용으로 계획했던 공간조차 최첨단 공정용으로 전환해야 하는 상황입니다. 향후 구마모토 공장은 단순히 일본 고객의 수요만 담당하는 것이 아니라, 미국계 고객의 주문 물량도 대거 일본 생산으로 이전하게 될 것입니다.

지하수 우려에 대한 대응: 지역 소통 강화와 보전 활동

JASM의 용수 문제에 관해 제 개인적인 경험을 먼저 이야기하고 싶습니다. 작년 출판사 주선으로 일본기자클럽에서 강연할 기회가 있었습니다. 질의응답 시간에 규슈 지역의 한 기자가 갑자기 "TSMC의 수자원 처리에 문제는 없는가? 오염 가능성은 없는가?"라고 물었습니다. 당시 저는 그 질문에 꽤 놀랐고 즉답하기 어려웠습니다. 대만에서 30년 넘게 반도체 뉴스를 취재해 왔지만, TSMC가 용수나 수자원 처리를 부적절하게 했다는 이야기는 거의 듣지 못했기 때문입니다. 대만 반도체 공장들은 물 사용량은 많지만, 회수 처리와 순환 이용 면에서는 과거부터 우수한 실적을 보여왔다는 인상을 가지고 있었습니다.

나중에야 저는 구마모토가 과거 심각한 수질 오염(공해) 사건을 겪어 주민들이 수질 문제에 매우 민감하다는 사실과, 구마모토 지역이 지하수 자원에 고도로 의존하고 있음을 알게 되었습니다. 따라서 시민이나 농민들이 반도체 공장의 막대한 용수 사용이 자원 고갈을 초래하지 않을까 우려하는 것은 당연한 일이었습니다. 또한 일본 언론이 TSMC와 소통할 기회가 적어 의구심이 증폭되었다는 점도 알게 되었습니다. 그래서 저는 대만으로 돌아온 후, "TSMC가 해외 투자를 할 때는 현지 지역 사회와의 소통을 더욱 강화하고, 현지 언론과도 적절히 연계하여 우려를 해소해야 한다"는 내용의 칼럼을 썼습니다.

이후 TSMC 경영진도 이 문제를 중요하게 인식하고 예의주시하겠다는 뜻을 전해왔습니다. 실제로 TSMC는 미국, 일본, 독일 등지에서의 투자에 있어 ESG 및 DEI(다양성·형평성·포용성) 전담 인력을 배치하여 현지 문화 융합에 힘쓰고 있습니다. 구마모토 시민들의 지하수 우려에 대해서는 구마모토현이 각 지자체장들로 구성된 '구마모토 지하수 재단'을 설립하여 지역 차원의 지하수 보전을 추진하고 있습니다.

또한 취수로 인한 영향을 최소화하기 위해 JASM은 구마모토현과 협력하여 지하수 함양원이 되는 논의 면적을 확대하고, 담수 기간을 연장하는 등의 조치를 추진하고 있습니다. 나아가 현지 쌀을 구매하는 등 적극적인 행동을 보여주고 있습니다. JASM은 2025년 11월에 수처리 시설을 언론에 공개할 예정이며, 공장 가동 과정에서 과도한 취수를 최대한 피하겠다는 방침을 강조하고 있습니다.

인프라 구축의 사고방식 차이: 대만의 '중앙 주도' vs 일본의 '지방 주도'

하지만 저는 일본 언론에 아직 충분히 주목받지 못한 중요한 포인트 하나를 지적하고 싶습니다. 바로 공업단지 조성에 있어 대만과 일본의 접근 방식에 명확한 차이가 있다는 점입니다.

과거 대만의 과학단지(신주, 중부, 남부 사이언스 파크 등)는 모두 중앙 정부가 주도하여 추진했습니다. 정부가 구역을 지정하고 토지 수용을 완료한 뒤, 물, 전기, 교통 등 모든 관련 인프라를 완비하여 '전문 단지'로 조성하기 때문에, 입주 기업은 수월하게 연구 개발 및 생산을 시작할 수 있습니다.

반면 일본은 대만의 과학단지와 같은 포괄적인 계획이 부재한 것으로 보이며, 중앙 정부의 총괄 관리보다는 지방 정부 주도로 추진되는 경향이 있습니다. 그로 인해 JASM 공장 부지 바로 맞은편에 농민의 양배추 밭이 있거나, 도로 폭이 충분치 않아 초기 출퇴근 시간에 교통 체증이 빈발하는 등의 현상이 나타나고 있습니다.

대만 과학단지의 방식은 단지 내에 농지가 혼재하는 상황을 방지하며, 자연스럽게 기업과 주민이 물이나 전력을 두고 다투는 문제도 발생하기 어려운 구조입니다. 저는 이것이야말로 대만과 일본의 산업 발전 환경에 있어 가장 뚜렷한 차이점이라고 생각합니다.