저자: 미상 · 한국인
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삼성전자가 3나노 파운드리 양산에 사실상 성공해 TSMC보다 앞서 기술 주도권을 잡았다는 분석. 파운드리 점유율은 2017년 이후 4위→2위로 상승, 고객사 3배 증가. 3나노 수율은 기존 20~30%에서 안정화 진행 중이며 2나노 이하 2025년 양산 계획. 다만 TSMC 점유율은 53%, 삼성 18%로 격차가 크고 투자 규모도 TSMC(최대 57조원 추정)가 우위. 인텔의 파운드리 진출도 변수로 거론됨.
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삼성전자가 파운드리 3나노 공정 양산에 사실상 성공한 것으로 분석됩니다. 1위 TSMC보다 앞선 기술력을 바탕으로 치열한 선두 경쟁이 본격화될 전망입니다. 양현주 기자의 리포트를 먼저 보고 이어가겠습니다.
삼성전자는 5년 전인 2017년 시스템 LSI 사업부에서 파운드리 팀을 떼어내 파운드리 사업부를 신설했습니다. 1개 부서에 불과했던 파운드리 사업을 미래 먹거리로 점찍고 본격적으로 키우기 시작한 것입니다. 2019년에는 이재용 삼성전자 부회장이 2030년까지 비메모리 분야에서도 1위를 하겠다는 비전을 선포하면서 더욱 공격적인 투자에 돌입합니다.
2018년 5나노에 이어 2019년에는 업계 최초로 7나노 공정 양산에 성공했고, 2020년에는 5나노 공정 양산에 돌입할 정도로 빠르게 기술 격차를 줄였습니다. 성과는 점유율로 나타났습니다. 파운드리 사업 독립 5년 만에 글로벌 파운드리 시장 점유율 4위에서 2위로 올라섰고, 고객사는 세 배 이상 늘었습니다. 특히 20나노 미만 미세공정은 세계 1위 기업 TSMC와 양분할 정도로 빠르게 성장했습니다. 미래를 좌우할 3나노 시대에 접어들어서는 TSMC를 넘어섰다는 평가를 받고 있으며, 삼성전자는 세계 최초로 3나노 공정 양산에 사실상 성공한 것으로 전해지고 있습니다.
반면 TSMC는 8월 양산을 목표로 하고 있습니다. 지금까지 파운드리 시장에서 TSMC보다 앞서 기술 주도권을 쥔 것은 삼성전자가 처음입니다. 전문가들은 3나노 양산이 향후 삼성전자의 파운드리 시장 점유율 확대에 중요한 분기점이 될 수 있다고 설명합니다. 그동안 빼앗겼던 고객사를 다시 끌어올 수 있는 강력한 유인책이 될 수 있으며, 한꺼번에 점유율을 빼앗아 올 순 없겠지만 다음 공정을 선도한다는 상징적 의미가 크다는 것입니다. 기술 주도권을 뺏긴 TSMC의 움직임이 빨라지고 있는 가운데 전통의 강자인 인텔까지 뛰어들면서, 파운드리 시장을 둘러싼 경쟁은 앞으로 더 치열해질 전망입니다.
한국경제 양현주 기자입니다. 산업부 송미라 기자와 함께 이야기 나눠보겠습니다. 파운드리 시장에서는 여전히 TSMC가 압도적인 점유율을 차지하고 있는데, 삼성전자에 승산이 있는 겁니까? 먼저 점유율과 매출 규모를 짚어주시죠.
네, 말씀하신 대로 TSMC는 현재 파운드리 시장에서 매출과 점유율 면에서 압도적인 1위를 달리고 있습니다. 올 1분기만 놓고 보더라도 TSMC는 업계 처음으로 매출 20조 원을 돌파했습니다. 삼성 비메모리 매출이 6조 원을 조금 넘긴 것과 비교하면 거의 세 배가 넘게 차이가 납니다. 점유율 역시 큰 차이를 보이는데, 지난해 파운드리 시장 점유율을 비교해보면 TSMC는 53%, 삼성은 18%였습니다. 약 세 배 가까운 차이입니다.
그렇군요. 삼성은 하반기에 3나노 제품이 나오고 애플이라는 막강한 고객사도 갖고 있는데, 앞으로 호락호락하지 않을 것 같다는 생각도 듭니다.
저희가 취재를 해본 결과, 삼성전자가 TSMC를 조금 더 긴장하게 만들 수 있는 몇 가지 지표들이 나타났습니다. 첫 번째는 그동안 문제가 됐던 3나노 공정의 수율이 안정화에 들어섰다는 점입니다. 수율은 전체 제품 중 정상 제품의 비율을 말하는데, 그동안 삼성전자의 수율은 20~30% 대에 머물렀던 것으로 알려졌습니다. 불량품 비율이 상당히 높았던 것이죠. 그런데 최근 취재해보니, 수율이 낮아 우려를 샀던 3나노 수율이 현재는 문제없이 올라가고 있다고 최고 경영진과 이사회에 보고된 것으로 확인됐습니다. 앞서 지난 1분기 실적 발표에서도 올 2분기 안에 3나노 양산에 세계 최초로 성공하겠다고 밝힌 바 있는데, 이를 종합하면 사실상 3나노 양산에 성공했다고 볼 수 있습니다.
두 번째는 2나노보다 더 미세한 1.4나노 양산을 TSMC보다 1년 앞당긴 2025년에 시작하겠다는 계획을 밝힌 점입니다. 삼성이 TSMC를 1년이나 앞설 수 있었던 이유로는 TSMC와는 다른 공정 방식이 먼저 거론되고 있습니다. 2나노 공정부터 삼성은 게이트 올 어라운드, 즉 GAA 공정이라는 새로운 기술을 도입했고, TSMC는 기존 방식인 핀펫을 고수하고 있습니다. GAA의 가장 큰 특징은 전력 누수가 적고 소자의 부피를 줄일 수 있다는 장점입니다. 게이트가 채널을 둘러싸는 면적이 넓어져 전력을 통하게 하고 끊는 제어력이 높아지는 구조인데, 그만큼 부피를 줄일 수 있는 것입니다. 다만 최신 기술이 적용되는 만큼 일정 기간은 수율 안정성을 담보할 수 없다는 단점도 있습니다. 이를 감안하면 TSMC는 변화보다 안정성에 무게를 둔 선택을 했다고 볼 수 있고, 삼성전자는 보다 빠르게 넥스트 공정을 도입해 게임 체인저를 노린 선택이라고 풀이할 수 있습니다.
삼성전자가 이렇게 치고 나오면 TSMC도 가만있지 않을 것 같은데요?
그렇습니다. 2나노 미만의 초미세 공정으로 가려면 GAA 공정을 거쳐야 한다는 것이 업계의 통설입니다. 그렇다 보니 이미 3나노부터 GAA 공정을 도입한 삼성전자가, 이제 도입을 앞둔 TSMC보다 한두 해 앞설 가능성이 더 높다는 분석이 힘을 얻고 있습니다. 삼성전자가 초미세 공정에서 기술 주도권을 잡았다는 분석의 근거이기도 합니다.
그런데 지금 상황만 보면 점유율 격차가 더 벌어지고 있어서, TSMC 입장에서는 조금 더 느긋할 수 있을 것 같은데 실상은 그렇지 않아 보입니다. 최근 TSMC는 1.4나노 개발에 나선다고 밝혔습니다. 원래 발표된 계획은 올 8월까지 3나노로 양산하고, 2026년까지 2나노 양산을 하겠다는 것이었습니다. 여기에 한 발 더 나아가 1.4나노 개발팀을 가동하겠다는 것인데, 양산 시점은 2027년에서 2028년으로 예상되고 있습니다. 종합해보면 삼성전자의 3나노 양산 소식이 나오자 TSMC가 서둘러 1.4나노 계획을 흘린 것이 아니냐는 분석도 가능한 상황입니다.
반도체 초미세 공정 경쟁이 계속될 수 있을까요? 전문가들 중에는 초미세 공정 경쟁이 한계에 다다랐다고 평가하는 분들도 있던데요.
한계론이 있는 것은 사실입니다. 공정을 미세하게 만드는 장비의 한계로 볼 수도 있습니다. 하지만 지금 상황을 보면 장비들이 점점 고도화되고 있고, 나노를 넘어 옹스트롬 단위까지 더 미세한 공정으로 넘어가는 과정도 충분히 가능하다는 전망도 있습니다. 소자가 더 작아지면 앞으로 더 많이 쓰일 AI나 자율주행 같은 최첨단 기술에도 적용될 수 있기 때문에, 시장 경쟁은 앞으로도 계속될 여지가 충분합니다.
그런데 투자 규모로 보면 삼성이 많이 밀리지 않습니까?
그렇습니다. 결론부터 말씀드리면 투자 규모도 TSMC가 삼성전자보다 월등히 앞서 있습니다. TSMC는 올해 투자 예산을 최대 57조 원으로 잡았습니다. TSMC의 지난해 매출이 우리 돈으로 70조 원 정도였으니, 지난해 매출과 거의 맞먹는 규모의 투자가 이루어질 것으로 볼 수 있습니다. 최근에는 인텔이 파운드리 시장 진출을 본격화하면서 새로운 복병으로 떠오르고 있습니다. 인텔은 연구 개발에만 역대급 규모인 152억 달러, 우리 돈 약 19조 3,700억 원을 투자하기로 했습니다. 반면 삼성전자의 파운드리 투자 규모는 12조 원에서 16조 원 수준으로 업계는 전망하고 있어, 경쟁자들보다 확실히 작은 규모입니다. 이런 이유로 업계와 재계에서는 삼성의 전문 경영인 체제로는 한계가 있을 수 있다는 지적도 나오고 있습니다. 물론 돈만 쏟아붓는다고 무조건 되는 것도 아니지만 말이죠.
인텔이 2025년까지 삼성의 파운드리 수준을 따라잡겠다고 얘기하고 있는데, 실제 가능성은 어떻게 봅니까?
인텔은 현재 7나노 이상 수준에서는 활약을 하고 있지만, 갑자기 초미세 공정 영역으로 뛰어들겠다고 발표한 상황입니다. 7나노 이하로 넘어가는 초미세 공정에서 어느 정도 성과를 냈다고 볼 수 있는 지표가 아직 없습니다. 다른 기업이 그렇게 하겠다고 했다면 거짓말 하지 말라는 얘기가 나왔을 텐데, 인텔이기 때문에 시장이 지켜보고 있는 상황입니다. 가능성은 좀 더 지켜봐야 할 것 같습니다.
앞으로 파운드리 시장에 변화가 있을까요?
점유율의 절반 이상을 차지하고 있는 TSMC를 삼성전자가 거세게 추격하는 양상은 한동안 이어질 전망입니다. 여기에 인텔이라는 복병이 등장하면서 양강 체제를 무너뜨리려는 움직임도 나오고 있어, 파운드리 삼국지가 예고되고 있습니다. 핵심은 초미세 공정으로 넘어가면서 생산 물량보다 기술적 주도권 싸움이 훨씬 중요해졌다는 점입니다. 그런 면에서 삼성전자가 업계 최초로 3나노 양산에 성공한다면 분명 시장 판도를 바꿀 모멘텀이 될 것입니다.
알겠습니다. 마지막으로 제목과 해시태그를 정리해보겠습니다. 유튜브 제목은 "3나노 승기 잡았다, 파운드리 주도권 잡은 삼성"으로, 해시태그는 "#3나노 #최초양산 #TSMC추격 #파운드리삼국지"로 하겠습니다. 산업부 송미라 기자였습니다.
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