"합격품 비율 최대한 높여라"..'3나노' 양산으로 역전 노리는 삼성 [MK위클리반도체]

TSMC, 시장 점유율 53.6% 압도에
삼성 최신 공법으로 기술 개발 역전
안정적 수율이 성패 판가름할 듯

지난 5월 윤석열 대통령과 조 바이든 미국 대통령이 경기 평택 삼성전자 반도체 공장에서 삼성전자가 세계 최초로 양산한 3나노 공정 웨이퍼에 서명을 남겼다. <사진=대통령실사진기자단>

[MK위클리반도체] 삼성전자가 게이트올어라운드(GAA) 기반 3나노미터(㎚·10억분의 1m) 반도체 공정 양산을 이르면 이번 주에 발표할 예정입니다. 파운드리(반도체 위탁 생산) 업계에서는 세계 최초로, 1위 업체인 대만의 TSMC보다 빠른 일정입니다.

25일 업계에 따르면 삼성전자는 이달 안으로 차세대 GAA 기반의 나노미터 반도체 공정 양산을 공식 발표할 예정입다. GAA는 기존 핀펫(FinFET) 기술보다 칩 면적을 축소하고 소비 전력도 줄인 기술입니다. 3나노 공정으로 제작된 반도체는 5나노 대비 칩 면적은 35% 줄이면서 성능과 배터리 효율은 각각 15%, 30% 높인 것으로 알려졌습니다.

이 기술은 특히 지난달 20일 삼성전자 평택 공장을 찾은 조 바이든 미국 대통령이 시제품에 서명하면서 더욱 주목을 받게 됐습니다. 이재용 삼성전자 부회장은 이 제품을 윤석열 대통령과 바이든 대통령에게 직접 소개했습니다. 이 부회장은 이달 18일 유럽 출장 귀국길에서 "첫 번째도 기술, 두 번째도 기술, 세 번째도 기술"이라고 강조했습니다.

실제로 3나노 양산 일정이 공식화되면 삼성의 기존 계획이 순항하고 있다는 것이 입증됩니다. 삼성전자는 이전부터 GAA 기반 3나노미터 반도체를 올 상반기 내 양산하겠다고 밝힌 바 있습니다. 반면 TSMC가 3나노미터 반도체를 양산하겠다고 한 시점은 올 하반기입니다. 하지만 파운드리 1위 기업인 TSMC보다 삼성이 먼저 3나노 시대의 문을 연다는 것에 의문을 제기하는 시각도 있었습니다. 업계 일각에서는 삼성전자가 수율(결함이 없는 합격품의 비율) 문제로 3나노미터 반도체 양산을 미루는 게 아니냐는 우려도 나왔습니다.

이런 우려를 딛고 삼성전자는 기술 개발에서 역전에 성공한 만큼 격차를 벌리면서 재역전을 허용하지 않겠다는 각오입니다. 이를 위해 삼성전자는 2~3세대에 걸쳐 다수의 연구개발(R&D)을 동시에 진행합니다. 파운드리도 3나노 GAA 공정에서 1세대인 3GAE와 내년 양산 예정인 2세대 3GAP를 같이 연구하고 있습니다. 1세대 GAE의 E는 얼리(Early)를, 2세대 GAP의 P는 플러스(Plus)를 뜻합니다.

올해 1분기 파운드리 반도체 시장 순위

업계는 이번 3나노미터 제품 양산으로 삼성전자가 시스템반도체 등 비메모리 분야에서 TSMC를 추격할 발판을 마련한 것으로 평가하고 있습니다. 올해 1분기 파운드리 시장에서 삼성전자와 TSMC 간 격차가 더 벌어진 것으로 나타났습니다. 삼성전자는 나 홀로 매출이 감소해 시장 점유율이 16.3%까지 떨어졌습니다.

대만의 시장조사업체인 트렌드포스에 따르면 올해 1분기 파운드리 시장 규모는 319억5700만달러로 집계됐습니다. 전 분기(295억4700만달러)보다 8.2% 성장한 수치입니다.

삼성전자는 53억2800만달러의 매출을 올리며 시장 점유율 16.3%를 차지했습니다. 전 분기(55억4400만달러)보다 매출이 3.9% 줄었습니다. 파운드리 업체 상위 10곳 중 매출이 떨어진 곳은 삼성전자가 유일합니다. 시장 점유율도 18.3%에서 2%포인트 낮아졌습니다. 트렌드포스는 "단말기 시장 수요가 얼어붙으면서 삼성전자의 파운드리 매출이 감소했다"고 분석했습니다.

반면 글로벌 1위인 TSMC의 1분기 매출은 175억2900만달러로 전 분기 대비 11.3%나 증가했습니다. 시장 점유율은 52.1%에서 53.6%로 더 확대했다. 웨이퍼 인상과 고성능 컴퓨팅에 대한 강한 수요, 환율 효과가 더해진 결과입니다.

TSMC와 삼성전자에 이은 3위는 UMC로 점유율 6.9%를 기록했습니다. 이어 글로벌파운드리(5.9%), SMIC(5.6%), 화훙그룹(3.2%), PSMC(2.0%), VIS(1.5%), 넥스칩(1.4%), Tower(1.2%) 순입니다.

[오찬종 기자]

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