저자: 송명석 · 한국인
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삼성전자 3나노 GAA는 TSMC 대비 셀 밀도·원가 불리하나 성능 우위로 고객 유치 시도 가능성. 파운드리 격차는 당분간 줄이기 어렵고 최신 공정 점유율은 TSMC 90%+. 암(ARM) 단독 인수는 어렵고 컨소시엄 시 의미 감소. 반도체는 사이클 산업으로 상승 2년·하락 1~2년, 하락기 이후 상승 가능성 언급. 장비·소재주는 반도체 실적과 동조, 향후 특정 이슈 종목 선별 가능.
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지금 세계 최초로 적용한 게이트 올어라운드(GAA) 기술, 그리고 그게 바로 GAA입니다. 3나노에서도 쓰는 핀펫(FinFET)이라는 기술과 두 기술 사이에는 서로의 장단점이 굉장히 명확히 다릅니다. 냉정하게 말씀드리면 지금으로선 성공 가능성보다 실패 가능성이 높긴 해요. 그렇다면 TSMC와의 격차를 줄일 수 있는 가능성이 있는 건가요?
가능성이 없지는 않죠. 가능성은 있지만, 현재 상황으로 봤을 때 그게 쉬운 일이냐 어려운 일이냐가 문제인데, 당분간은 어렵습니다. 쉬운 일은 아니에요.
일단 업력의 차이도 있고, TSMC와 삼성전자의 캐파(생산능력) 싸움을 보면 생산 설비 규모가 TSMC 대비 삼성전자가 3분의 1 정도예요. 7나노 이하의 최신 미세공정에서의 시장 점유율은 TSMC가 90%를 넘고, 삼성전자는 10%가 안 됩니다. 가장 기술력이 많이 필요한 최신 미세공정에서 오히려 격차가 더 벌어져 있다는 얘기죠. 향후 설비 투자 규모를 봐도 올해 기준으로 TSMC가 약 3배 정도 큽니다. 당장 생산설비 규모에서 격차를 줄이기가 쉽지 않은 거죠.
올해도 삼성전자가 5나노, 4나노 수율이 안 좋다는 얘기가 있었고, 삼성전자가 만든 엑시노스 칩에서 발열 문제 등 많은 이야기가 있었습니다. 그동안 삼성전자에 맡겼던 하이엔드 칩을 TSMC에도 맡기는 상황이 발생했죠. 현재 상황에서 냉정하게 말씀드리면 쉽지 않습니다.
그래서 삼성전자가 타깃으로 들고 나온 것이 차세대 공정인 3나노에서의 GAA입니다. 세계 최초로 도입한 것이 큰 전략적 선택이죠. 반면 TSMC는 3나노에서는 GAA를 쓰지 않는다고 하고 있어요. 3나노까지는 기존의 핀펫을 쓰고, 2나노부터 GAA를 쓴다는 겁니다.
반도체 셀 구조 관련해서 기술적인 말씀은 지금 자세히 드리지 않겠지만, 간단히 말씀드리면 GAA와 핀펫은 장단점이 명확히 다릅니다. GAA 공정은 구조가 복잡하기 때문에 셀 사이즈가 큽니다. 일정 단위 면적에 넣을 수 있는 트랜지스터의 양이 적다는 얘기죠.
표를 보시면, 삼성전자 3나노 GAA의 셀 하이트(메탈 투 피치와 트랙을 곱한 값)는 190나노미터이고, 인텔의 차세대 공정인 7나노 프린세스는 156나노미터, TSMC 3나노는 120나노미터입니다. 즉 1제곱밀리미터 면적 안에 넣을 수 있는 트랜지스터 수가 삼성전자 3나노 GAA는 1억 8천만 개, 인텔 7나노는 2억 1,200만 개, TSMC 3나노는 3억 1,700만 개입니다. 삼성전자 3나노 GAA의 집적도가 TSMC 3나노에 비해 약 78% 정도 떨어진다는 얘기예요.
이를 돌려 말하면, 트랜지스터당 원가가 훨씬 싸다는 얘기는 기존 핀펫이 원가 측면에서 훨씬 좋다는 뜻입니다. 이익률도 당연히 높겠죠. 반대로 GAA의 장점은 속도가 빠르고 전력 소모량이 적다는 겁니다. 한마디로 성능이 좋은 거예요.
삼성전자가 3나노에서 GAA를 채택한 이유는, TSMC 3나노 핀펫의 가격과 큰 차이 없는 가격으로 3나노 GAA를 제시하면 고객이 넘어올 수 있다고 본 거예요. 이익은 안 나거나 이익률이 굉장히 낮을 가능성이 높습니다. TSMC도 이런 구조를 뻔히 아니까 삼성전자가 이익이 날 만큼 가격을 제시하지 않겠죠. 그래도 성능이 좋으니 가격만 비슷하면 퀄컴 같은 고객들이 삼성전자로 다시 올 가능성이 있습니다. 그걸 노리는 거예요. 치킨게임처럼, 고객 숫자가 계속 늘어나면 삼성전자가 시장점유율을 늘려갈 수 있죠.
그럼 TSMC는 왜 3나노에서 GAA를 선택하지 않았을까요? 일종의 기술력에 대한 자신감으로 볼 수 있습니다. GAA를 쓰는 이유는, 셀 사이즈가 작아질수록 소스와 드레인 사이로 전류가 흐를 때와 안 흐를 때를 제어해야 하는데, 셀이 워낙 작아지면 쇼트 현상이 일어나 전류가 흘러버리는 불량이 생길 가능성이 커지기 때문입니다. 그래서 기존의 핀펫으로는 이를 제어할 수 없어 GAA를 쓰는 거예요.
TSMC는 3나노에서도 "우리는 할 수 있다"며 핀펫으로 버텼고, 그게 이익률이 훨씬 높다고 본 거죠. 하지만 TSMC도 2나노에서는 핀펫을 안 쓰고 GAA로 갑니다. 거기서는 어쩔 수 없으니까요.
그렇다면 삼성전자가 GAA 방식으로는 더 먼저 한 셈이고, 3나노의 역량이 2나노까지 축적되는 거 아니냐는 얘기가 나올 수 있습니다. 가장 좋은 시나리오는, 삼성전자가 3나노에서 GAA를 이미 해봤으니 2나노에서 의외로 수율이 좋게 나올 수도 있다는 겁니다. 반면 TSMC는 기존에 압도적인 수요를 기록해 왔지만 2나노에서 처음 GAA를 채택하니 수율이 안 좋을 수도 있죠. 이렇게 수율의 역전 현상이 발생하면 그림이 많이 바뀔 수 있습니다. 똑같은 방식으로는 이길 수 없으니, 2등이 기술을 바꿔서 1등을 흔들려고 하는 거죠.
3나노 양산이 직접적으로 시작되는 건 내년 하반기인데, 올해 하반기부터 내년 초까지 양사 중 누가 수요를 더 빨리 올리느냐가 굉장히 큰 차이를 만들 겁니다.
희망이 아예 없는 건 아닙니다. 90대 10이라는 점유율을 어떻게 뒤집을지, 하나하나씩 고객이 삼성전자로 올 수 있죠. 현재로선 성공 가능성보다 실패 가능성이 높지만, 가능성이 없는 건 아닙니다. 우리나라 기업이니 응원하는 마음도 있고요.
최근 ARM 인수 가능성이 미디어에서 떠들썩했는데, 이게 되면 주가가 많이 오를 거라는 얘기가 있습니다. 이게 성장 가능성이 높은 건가요? 삼성전자가 단독으로 하면 실패할 가능성이 매우 높습니다.
얼마 전 퀄컴도 ARM 인수를 추진했다가 일부 국가의 반대로 무산됐죠. ARM은 옛날보다 중요성이 낮아졌지만, 여전히 애플, 삼성전자 등이 ARM의 기본 기술을 라이선스 받아 모디피케이션해서 AP를 만들어냅니다. 비유하면 ARM이 집의 설계도를 만들고, 애플이나 삼성은 그 설계도를 가져와 인테리어를 하는 관계예요. 만약 삼성전자가 ARM을 단독으로 인수해 경영권을 확보하면, 대주주인 삼성전자에 유리하도록 기술 방향이 결정될 수 있습니다. 그러면 다른 회사들은 못 견디겠죠. 미국이나 중국이 가만히 보고만 있겠습니까? 그래서 단독 인수는 상당히 어렵습니다.
컨소시엄으로 여러 회사와 함께 인수하는 게 가능성이 높은 방법인데, 그렇게 되면 인수의 의미가 많이 낮아집니다. 경영권을 확보할 수 있는 지분을 가져야 ARM 기술에 대한 라이선스 접근이 가능하고 회사에 도움이 되는 건데, 여러 대주주 중 하나면 결국 ARM의 이익만 나눠 갖는 상황이 되는 거니까요. 아주 복잡한 문제이고, 경영권을 행사할 지분을 확보할 수 있느냐에 따라 향후 삼성전자의 경쟁력과 주가에 미치는 영향이 많이 달라집니다. 쉽지 않은 얘기예요.
그래도 하게 된다면 시장은 좋아할 겁니다. 삼성전자가 돈만 쌓아두고 의미 있는 투자나 M&A를 못 해왔기 때문에, 이게 ROE를 떨어뜨린 요인이고 이론적으로도 그렇거든요. 주가에 얼마나 긍정적일지는 경영권에 접근할 수 있을 만큼 단독으로 큰 지분을 가져갈 수 있느냐가 가장 중요한 포인트입니다.
SK하이닉스도 비슷한 관점인데, 메모리에 더 집중되어 있어서 주가가 올라갈 때는 더 많이 올라오고 내려갈 때는 더 많이 내려갑니다. 삼성전자의 평균 저점 배수가 1.1배인데 하이닉스는 0.95배 정도라 차이가 있죠. 주가가 내릴 때 더 많이 내려간다는 뜻입니다.
이 영상을 보시는 분들 중 3천만 원 정도 여유자금이 있는 분이 반도체 기업에만 투자한다면 어떻게 포트폴리오를 꾸리면 좋을까요? 국내 투자만 한다고 하면, 지금은 삼성전자와 하이닉스를 구분할 이유가 딱히 없습니다. 두 회사의 상승 시기와 상승 정도가 크게 차이 나지 않아요. 다만 올라갈 게 확실하다면 하이닉스가 더 빠르게 많이 올라가기 때문에, 하이닉스를 조금 더 사시는 게 상대적으로 이익률이 나을 수 있습니다.
장비주나 소재주는 지금 고려하실 필요가 없습니다. 장비·소재 업체의 실적, 즉 매출은 결국 반도체 회사들의 설비 투자 금액과 똑같거든요. 반도체 주가가 빠진다는 건 경기선행지표가 빠진다는 얘기이고, 향후 업황이 나빠져 반도체 회사들의 실적이 나빠진다는 뜻이죠. 그러면 반도체 회사들은 캐펙스를 줄일 수밖에 없고, 장비·소재 업체들도 시간차가 있을 뿐 같이 실적이 나빠집니다. 반대로 삼성전자와 하이닉스가 오르면 소재·장비주도 같이 오르게 돼 있어요. 그러니 지금은 굳이 장비·소재주까지 신경 쓰지 않으셔도 됩니다.
다만 나중에 오를 때 상대적으로 더 많이 오를 회사들이 있을 거예요. 신장비를 개발했거나, 국산화에 성공했거나, 삼성전자와 하이닉스 외에 해외 반도체 고객을 확보한 회사 같은 특별한 이슈가 있는 회사들을 골라 두시는 거죠. 삼성전자와 하이닉스가 올라가는 모습이 확인되면 그런 쪽으로도 투자를 늘리시면 더 높은 수익률을 얻으실 수 있습니다.
반도체 산업은 사이클 산업이고, 주가도 사이클이 있을 수밖에 없습니다. 10년, 20년 장기투자를 하실 거라면 아무 때나 사셔도 됩니다. 하지만 그렇게 돈을 묶어둘 수 있는 사람은 많지 않고, 주가가 빠지면 사람 심리상 팔게 되기도 하죠. 그래서 아무 때나 사놓으면 된다는 투자보다는, 사이클을 결정하는 경기선행지표와 밸류에이션 배수 등을 감안해 투자하시는 게 기회비용도 줄이고 수익률도 극대화할 수 있습니다.
반도체 주식에 투자하시면 적어도 1~2년은 보셔야 합니다. 사이클이 대략 상승기 2년, 하락기 1~2년 정도인데, 주가도 그런 사이클을 보여요. 지금 사신 뒤 몇 개월 만에 파시면 주가 상승 사이클의 아주 일부분만 혜택을 보실 수 있습니다. 예를 들어 2021년 초부터 하락했다면 지금쯤 1년 6개월 정도가 지난 시점이니, 하락이 1~2년이라고 하셨으니 다시 상승을 노려볼 수 있는 시기가 되었겠네요. 항상 그런 법은 없지만, 역사적으로는 그랬다는 얘기입니다.
삼성전자가 지금까지 잘해왔죠. 주가 상승률도 연복리로 15~16% 정도로 알고 있습니다. 앞으로 로봇, 차량용 반도체 등 여러 분야로 진출하고, 파운드리도 마찬가지인데 잘 해낼 수 있을까요? 그건 저도 모르겠습니다. 작년 하반기에 파운드리에 대한 기대감이 굉장히 높았을 때도 냉정하게 어려울 거라고 말씀드렸어요. 지금 상황을 보면 메모리 반도체에서도 삼성전자가 예전만큼 경쟁력이 강하지 않습니다. 미국의 마이크론과의 경쟁도 있고요.
오늘 『왜 실적과 반대로 갈까』의 저자이신 하이투자증권 송명석 수석연구위원님과 이야기를 나눠봤습니다. 긴 시간 동안 유익한 인사이트 많이 나눠주셔서 감사합니다. 오늘 고생 많으셨습니다.
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