最近、人工知能(AI)データセンターの増設ブームがグラフィックス処理装置(GPU)を越えて電力半導体の需給大乱へと拡大し、グローバルサプライチェーンにボトルネックが形成されている。AIサーバー向け電力管理部品の需要が爆発的に増えた一方で供給が追いついていないためだ。
7日、半導体業界や市場調査会社トレンドフォースなどによると、インフィニオン、テキサス・インスツルメンツ(TI)、オンセミなど主要サプライヤーの一部電力半導体のリードタイムは最近35〜40週を越えたことが分かった。トレンドフォースは部品の納期遅延などを根拠に、今年の世界サーバー出荷量の成長率見通しを従来の20%から13%へ下方修正した。サーバーの電圧変換と電力制御を担う電力管理半導体(PMIC)とMOSFETが事実上「在庫がなくて売れない」戦略物資として浮上した格好だ。MOSFETは電圧を用いて電流の流れを水道の蛇口のように精密に制御し、電源のオン・オフを担う中核スイッチとして機能する半導体である。
需給難の根本的要因は、AIサーバーのアーキテクチャ変化に伴う電力密度の急増にある。AIサーバーは既存の汎用サーバーに比べてはるかに多くの電力を消費し、次世代GPUの電力消費が急騰するなかで、電力変換と制御を担うアナログ半導体の需要が幾何級数的に増加した。とりわけ電力供給体系の多段化と、チップ単位の精密制御が不可欠な設計が一般化し、関連部品の搭載量が構造的に増えた。これに中東地域の緊張激化に伴うホルムズ海峡の危機で、世界のヘリウム供給の要であるカタール発の需給不安が重なり、半導体生産の混乱をあおっているとの見立てだ。
産業界への影響も可視化している。主要サプライヤーの数量がAIサーバー向けに優先配分されると、数量を確保できなかったメーカーの需要は台湾のパンジット(Panjit)、台湾半導体(TSC)など2・3次サプライヤーへと急速に広がっている。これら企業は台湾の堅固なアナログ半導体サプライチェーンを基盤に主要企業の空白を埋め、直接的な恩恵を受けており、一部では台湾の供給網がグローバルAIインフラ構築の中核軸に浮上したとの評価が出ている。
サムスン電子とSKハイニックスなどメモリー半導体企業は高帯域幅メモリー(HBM)需要の拡大を追い風に業績の上昇基調を続けているが、電力半導体のボトルネックがサーバー全体の出荷遅延につながり、メモリー需要まで萎縮させる可能性を注視している。
政府も対応を加速している。科学技術情報通信部は今年、国家戦略技術の研究開発(R&D)に前年比30%増の8兆6000億ウォンを投じ、電力半導体を含む中核技術の自立を支援する計画だ。
民官合同で発足した次世代電力半導体推進団は最近、次世代電力半導体産業育成ロードマップを通じて、釜山とナジュ、ポハンを結ぶ「南部圏電力半導体イノベーションベルト」構築案を公表し、2032年までに技術自立率を2倍以上に拡大するとの青写真を示した。
業界関係者は「電力半導体は今やAIインフラの『エネルギー安全保障』を左右する変数になった」と述べ、「韓国もシリコンカーバイド(SiC)や窒化ガリウム(GaN)など次世代素材技術を確保し、サプライチェーンの構造的限界を克服すべきだ」と語った。