저자: 돌이자리 · 한국인
요약 보기
TSMC가 퀄컴 3나노 AP 수주를 가져갔다는 대만 보도를 두고 삼성전자 흠집내기 논란을 다룸. 삼성 3나노 수율 35% 주장은 반박됨. 삼성은 2022년 상반기 3나노 양산을 예정대로 유지한다고 밝힘. AI 반도체 시장은 2026년 전후 30% 점유 전망. 삼성은 GAA 기술을 3나노부터 적용해 2나노 이후 TSMC 추월 가능성을 제시. 다만 영상 자막 품질이 낮아 수치 신뢰도 낮음.
다듬은 글
안녕하세요, 돌이자리입니다. 최근 차세대 반도체 파운드리 패권을 가를 3나노 공정을 두고 삼성전자와 TSMC의 경쟁이 치열해지고 있습니다. 여기에 대만 언론을 통한 삼성 흠집 내기 보도까지 이어지면서 관심이 커지고 있는데요. 최근 대만 언론은 퀄컴이 2023년 출시할 차세대 AP의 파운드리 물량을 삼성전자가 아닌 TSMC에 전량 맡기기로 했다고 보도했습니다. 소식통에 따르면 삼성 파운드리에서 생산하는 퀄컴의 4나노 AP 수율이 35% 수준이라 100개 중 65개가 불량으로 나왔고, 결국 퀄컴이 3나노 물량을 TSMC로 돌리기로 결정했다는 내용이었습니다.
이에 국내 언론은 즉각 반박 기사를 냈습니다. 삼성의 3나노 공정은 아직 초기 단계라 수율을 논할 단계가 아니고, 퀄컴 역시 삼성과의 관계에 아무런 변화가 없다며 억측을 자제해 달라는 입장이었습니다. 또 대만 언론이 미국과 일본 반도체 산업을 무너뜨린 삼성전자가 TSMC의 독점 구조를 깨려고 하자 이를 견제하려 한다는 식으로 보도한다고 비판했습니다. 반면 대만 측은 오히려 TSMC가 1나노 공정에서 난관에 봉착했다는 우려를 잠재우려는 삼성 흠집 내기라고 맞받아쳤습니다.
실제로 TSMC는 올해 상반기 양산을 계획했던 공정에서 생산 차질이 빚어지면서, 2023년 출시 예정이던 고객사 신제품들의 공정 적용 일정을 바꿔야 했습니다. 당초 2022년 6월부터 3나노 시험 생산을 계획했지만 기술 문제로 밀리면서, 2022년 상반기를 3나노 양산 원년으로 삼고 있었습니다. 하지만 3나노 공정이 자체 기준을 통과하지 못하면서 올해 상반기 생산도 불투명해졌고, 결국 고객사들의 신제품 계획도 줄줄이 바뀌고 있습니다. 대표적으로 AMD는 올해 출시할 노트북용 라이젠 6000 시리즈와 젠4 기반 서버 프로세서에 3나노 공정을 적용할 계획이었지만, 최근 이를 5나노 공정으로 변경했습니다.
반면 삼성은 올해 상반기 예정대로 GAA 기술을 적용한 3나노 반도체를 양산한다는 계획에 변함이 없다며, 난항을 겪는 TSMC와 대비되는 입장을 밝혔습니다. AMD 같은 팹리스 기업들의 첫 3나노 물량 수주를 이어가며 고객사를 차례로 확보하고 있다는 점도 강조했습니다. 3나노 파운드리에서 TSMC와 치열한 기술 경쟁이 벌어질 것을 선언한 셈입니다.
양측의 주장이 팽팽히 맞서는 가운데 주목할 점은, 어느 쪽 주장이 사실이든 언론 플레이를 통해 각국이 반도체 기업을 비유할 정도로 이 기술에 큰 관심을 보인다는 것입니다. 파운드리 상위권 기업조차 생산 지연이 발생할 만큼 기술 난도가 높고, 삼성 역시 한동안 TSMC를 추격하는 입장이었기 때문입니다. 그렇다면 TSMC가 이토록 삼성 흠집 내기에 나서며 3나노 공정에 대한 우려를 희석하려는 이유는 무엇일까요?
그 이유는 3나노 반도체 공정이 AI 반도체 시장을 잡기 위한 필수 열쇠이기 때문입니다. 차세대 반도체 산업의 과제는 스스로 생각하고 판단하는 AI의 뇌를 만드는 것입니다. 이에 아마존, 마이크로소프트, 구글, IBM, 페이스북, 엔비디아 같은 글로벌 빅테크 기업은 물론, 삼성·SK·LG·현대차 등 국내 4대 그룹도 AI 사업 확장에 뛰어들고 있습니다.
글로벌 시장조사업체 브랜드X리서치에 따르면 2021년 약 130억 5,300만 달러(약 15조 원)였던 전 세계 AI 시장은 2028년 약 9,907억 7,000만 달러(약 1,392조 원)에 이를 것으로 전망되며, 향후 6년간 연평균 40%의 성장이 예상됩니다. 더욱 주목할 점은 10년 뒤 전체 시스템 반도체 시장의 30%를 AI 반도체가 차지할 전망이라는 것입니다. 지금은 존재감이 크지 않지만, 10년 뒤에는 가장 영향력 있는 반도체 시장이 될 것입니다. 이런 AI 반도체의 고속 성장을 뒷받침하는 핵심 역할은 최은규 칩 같은 제품이 맡고 있습니다.
우리가 상상하는 스마트 홈, 스마트카, 스마트 시티, 스마트 팩토리의 핵심 조건은 초연결과 지능화입니다. 집, 자동차, 가전, 태블릿, 스마트폰, 심지어 로봇청소기까지 모든 기기가 연결되고, 각 기기가 대량의 데이터를 실시간으로 처리할 수 있는 반도체를 탑재해야 합니다. 그런데 기존 AI 반도체의 가장 큰 문제는 큰 면적과 높은 전력 소모였습니다. AI가 분석해야 할 데이터 양이 늘어날수록 한 번에 처리할 데이터도 함께 늘어납니다. 기존 반도체 구조로 이를 처리하려면 연산 요구에 맞춰 코어와 트랜지스터 수를 늘려 성능을 높일 수 있지만, 이는 칩 크기가 커진다는 한계로 이어집니다.
게다가 크기가 커질수록 전력 소모도 함께 늘어나, 칩 전체에 전력이 고르게 공급되지 못해 성능이 떨어지는 현상이 나타날 수밖에 없습니다. 큰 크기와 높은 전력 소모는 기기의 물리적 공간 제약과 짧은 사용 시간이라는 한계로 이어집니다. 그래서 AI 반도체 개발은 크기와 전력 소모를 줄이는 초소형·저전력이라는 두 가지 목표를 중심으로 진행되어 왔습니다. 최근 삼성전자와 SK하이닉스가 개발 중인 차세대 AI 반도체들도 이런 한계를 극복하기 위한 것입니다. 기존 반도체의 한계를 한 단계 뛰어넘게 해 줄 핵심 기술이 바로 3나노 공정입니다.
나노미터(nm)는 반도체 회로의 선폭을 뜻합니다. 선폭이 작을수록 칩 크기는 작아지고, 소비전력은 줄어들며, 처리 속도는 빨라집니다. 현재 3나노 공정은 기존 5나노 공정 대비 성능은 30% 향상되고, 전력 소모는 50% 줄고, 면적은 35% 줄어드는 효과를 낸다고 알려져 있습니다. 그래서 AI 반도체의 크기와 전력 문제를 해결할 핵심 기술로 주목받고 있습니다. 삼성전자와 TSMC 모두 AI 반도체 파운드리의 핵심 열쇠를 쥐고 있는 만큼, 양사가 이토록 예민하게 반응하는 것입니다.
더 흥미로운 점은 3나노 파운드리 공정 개발 과정에서 삼성전자가 TSMC를 추월할 가능성도 있다는 것입니다. TSMC는 3나노에서도 핀펫(FinFET) 방식을 쓰는 반면, 삼성은 게이트올어라운드(GAA) 방식을 적용하고 있습니다. 전류가 흐르는 통로를 뒷면·좌측면·우측면 세 방향에서 감싸는 핀펫과 달리, GAA는 윗면·좌측면·우측면·아랫면 네 방향을 모두 감싸는 차세대 기술입니다. 핀펫은 기존 평면 구조보다 전력 효율과 집적도가 뛰어나지만, GAA에 비해서는 전류 흐름을 세밀하게 조절하기 어렵다는 한계가 있습니다. 그래서 3나노 이후 공정부터는 삼성과 TSMC 모두 GAA 기술을 적용할 계획입니다.
현재 두 회사 모두 2025년부터 2나노 파운드리 양산을 계획하고 있습니다. 여기서 주목할 점은, 삼성이 3나노부터 GAA를 적용해 경험을 쌓으며 기술을 고도화할 수 있다면, 2나노부터는 TSMC를 추월할 가능성이 있다는 것입니다. TSMC는 핀펫 방식으로 공정을 고도화하는 데 어려움을 겪고 있고, 단기간에 기술 방식을 바꾸는 것은 쉽지 않다는 전망입니다. 실제로 삼성전자는 지난 10월 열린 '삼성 파운드리 포럼 2021'에서 GAA 기술을 적용한 3나노 양산을 세계 최초로 시작하며, 파운드리 경쟁에서 앞서 나가겠다는 전략을 발표했습니다. 3나노에 이어 2나노로 가는 길을 빠르게 열겠다는 것이죠.
즉 3나노 GAA 기술이 안정화되면 2025년 2나노 양산을 발판으로, 단숨에 TSMC를 누르고 파운드리 패권을 쥐고 있는 왕관을 빼앗아 올 수 있다는 구상입니다. 참고로 2021년 전 세계에서 1조 1,000억 개 이상의 반도체가 생산되었고, 반도체 시장 규모는 2010년 4,400억 달러에서 2021년 5,908억 달러로 성장했습니다. 2025년에는 반도체 시장이 7,000억 달러를 넘어설 것으로 전망됩니다. 하늘을 나는 PAV(개인형 항공기), 로봇, 자율주행 등 상상 속에 머물던 기술들이 현실화되면서, 방대한 데이터를 학습하고 분석하는 AI 반도체의 중요성은 더 커지고 있습니다.
이를 실현할 3나노 반도체 기술을 두고 삼성전자와 TSMC가 촉각을 곤두세우며 치열하게 경쟁하고 있습니다. 지금으로서는 TSMC가 삼성보다 먼저 3나노 공정에 돌입할 수도 있습니다. 하지만 삼성에는 강력한 한 방이 있습니다. 3나노부터 GAA 방식을 적용하며 경험을 쌓아, 2나노부터는 TSMC보다 한 수 앞서 경쟁을 주도할 수 있게 되었다는 점입니다. 현재 삼성은 1.4나노 공정까지 차별화된 기술을 연이어 개발하고 있는 만큼, 앞으로 삼성전자의 행보를 기대해 보겠습니다.
오늘 영상은 여기까지입니다. 영상이 도움이 되셨다면 구독과 좋아요 부탁드립니다. 알림 설정까지 해 두시면 새 영상이 올라올 때 바로 보실 수 있습니다. 댓글도 남겨 주시면 감사하겠습니다. 그럼 다음 영상에서 또 찾아뵙겠습니다. 구독자 여러분, 다음 시간에 만나요.
Comments 0