저자: 이형수 · 한국인
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삼성 3나노 GAA는 비트코인 채굴칩 위주로 현재 비교 불가하나, 전성비·발열 개선 시 재평가 가능. TSMC 패널WLP 등 어드밴스드 패키징이 관건. 반도체 전공정은 올해 부진 후 감산 종료·수요 회복 기대로 저평가 관심 필요; 심텍, 솔브레인 등 소재·케미칼 관심 제시.
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삼성의 3나노 GAA, 비트코인 채굴 칩으로 시작하는 이유
삼성이 지금 3나노 공정에서 만들고 있는 칩은 비트코인 채굴 칩입니다. TSMC는 AP를 만들고 있죠. 비트코인 채굴 칩은 구조가 굉장히 단순하고 쉬워서 AP와는 아직 비교가 안 됩니다. 비교가 되려면 삼성이 3나노 GAA로 퀄컴의 스냅드래곤이나 엑시노스를 양산했을 때, 전성비와 발열이 좋아져야 합니다. 그래야 "삼성이 올라왔다"는 이야기가 나올 수 있겠죠.
미세공정이 어려운 이유: 트랜지스터는 수도꼭지다
미세공정이라고 하면 선폭이 얇아지는 얘기인데, 그 선폭은 트랜지스터의 폭을 말합니다. 28나노, 14나노, 10나노로 계속 좁아지면서 무어의 법칙 덕분에 큰 문제가 없었는데, 40나노 무렵부터 문제가 생기기 시작했습니다. 트랜지스터는 스위치 역할을 하는데, 스위치를 꺼도 전자가 통하는 숏 채널 이펙트가 나타난 것이죠. 너무 작아지니 간섭이 생길 수밖에 없었습니다.
그래서 기존의 SiO2 소재 대신 하이케이(High-k) 소재로 유전율을 높이고 메탈 게이트 트랜지스터를 썼고, 이걸로 40나노, 28나노까지는 잘 버텼습니다. 하지만 14나노에서 다시 문제가 생겼죠. 소재 세트만 바꿔서는 한계가 왔다는 뜻입니다.
그다음에는 수도꼭지(스위치)를 3개 단 핀펫(FinFET), 즉 트라이 게이트 구조를 씁니다. 이걸로 3나노까지 오니 또 한계가 왔습니다. 발열의 원인은 전자가 밖으로 새어 나가는 것인데, 미세화가 진행될수록 이 누설이 커지기 때문입니다.
TSMC와 삼성의 선택이 갈린 지점
3나노에서 두 회사의 선택이 달랐습니다. 삼성은 3나노부터 GAA(게이트 올 어라운드)라는 다른 구조로 바꾸면서 기존 핀펫을 쓰지 않았습니다. TSMC는 일단 핀펫으로 한번 해보겠다고 했는데, 그 칩이 들어간 아이폰에서 열이 난다는 이야기가 나오고 있죠. 그래서 지금은 "핀펫은 생각보다 한계가 확인됐고, 이제 삼성의 3나노 GAA가 잘 나와야 한다"는 구도가 됐습니다.
파운드리의 또 다른 무기: 어드밴스드 패키지
다만 전공정 선단 기술만 잘한다고 해결되는 게 아닙니다. TSMC에게는 어드밴스드 패키지라는 또 하나의 무기가 있습니다. 모바일 AP 쪽에서는 팬아웃 WLP(웨이퍼 레벨 패키지) 기술이 중요했는데, 2016년 애플 AP 물량이 TSMC로 넘어간 배경에도 이 기술이 있었습니다. 최근에는 이 패널 WLP 기술을 개발했던 린징청이라는 인물이 삼성 부사장으로 영입됐습니다. 삼성 입장에서는 그만큼 중요한 인재를 데려온 셈입니다.
또 AI 반도체 쪽에서 TSMC를 따라잡으려면 2.5D 패키징 기술이 필요한데, 삼성의 아이큐브(I-Cube)가 얼마나 성공하느냐가 관건입니다. 이게 된다면 엔비디아, AMD, 인텔까지도 삼성 파운드리를 검토할 수 있습니다. 최근 해외 테크 커뮤니티에서는 엔비디아가 삼성 GAA 공정으로 테스트 중이라는 루머도 돌고 있는데, 팩트 확인은 되지 않은 상태입니다.
투자자 관점: 전공정 반도체는 반등할까
올해 반도체 주식 중에서 가장 부진했던 것 중 하나가 전공정 쪽입니다. 지난번에는 ASML 무용론까지 나올 정도였죠. 하지만 연말·연초가 되면 반등 기대가 나오곤 합니다.
전공정 쪽이 회복되려면 PC와 모바일 같은 일반 수요가 올라와야 합니다. 이 부분은 조금씩 확인되고 있습니다. 또 어드밴스드 패키지 관련주는 많이 올라서 밸류에이션 부담이 있는 반면, 전공정 관련주는 상대적으로 많이 싸져 있습니다. 기관들이 신규로 편입하기에도 좋은 구간이죠.
다만 삼성전자와 SK하이닉스가 감산을 크게 했다는 것은 아직 여유가 있다는 뜻이기도 합니다. 장비 발주는 쌓여 있던 재고를 소화한 뒤에야 나오기 때문에, 장비 회사의 실적 회복은 시간이 걸릴 수 있습니다. 한국 시장은 보통 6개월에서 9개월 정도 앞서서 주가가 움직이는 경향이 있으니, 투자 타이밍은 이 점을 감안하는 것이 좋겠습니다.
주목할 만한 기업들
- **심텍**: 최근 주목받고 있는 회사입니다. 매출의 절반이 중국향 모바일 쪽이고 멀티칩 패키징(MCP) 관련이라, 그동안은 대덕전자나 해성디에스 같은 업체가 오를 때 혼자 못 갔습니다. 지금은 반대로 심텍만 오르고 있어 계속 좋게 보고 있습니다. 전통 메모리 수요에 기반하고 있기 때문입니다. - **유진테크**: 전공정에서 증착 장비를 하는 회사입니다. LPCVD나 ALD 같은 장비를 하고 있고, 최근 흐름이 좋은 편입니다. - **케미칼 업체(동진쎄미켐, 솔브레인)**: 이 회사들은 감산이 되면 케미칼 납품이 줄어 실적에 타격을 받습니다. 대신 감산이 종료되고 다시 증산이 되면 본업이 좋아집니다. 솔브레인은 GAA 공정 관련 습식 식각 소재 같은 신규 사업을 하고 있어, GAA까지 잘 되면 추가적인 알파가 될 수 있습니다. - **장비주 중 원익 아이피에스, 원익QnC**: 장비 업체 중에서 상대적으로 부진했던 곳들입니다. 가동률이 올라가면 소모품·파츠 회사들도 함께 좋아질 수 있습니다.
결국 장비를 들여오는 것은 시간이 걸려도 소재는 바로 필요해질 가능성이 큽니다. 역발상 투자를 생각하신다면, 지금 부진한 종목 중에서 턴어라운드 신호가 나오는 기업을 찾아보는 것도 방법이겠습니다. 다만 이 내용은 방송에서 나온 개인 의견이므로, 투자 판단은 본인의 책임 아래 신중히 하시기 바랍니다.
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