애플 택한 TSMC에 삼성 '발칵'..그래도 비장의 무기는 있다 [MK위클리반도체]

향후 수율과 가격경쟁이 관건
비장의 무기 삼성 GAA도 변수

[MK위클리반도체] 반도체 시장에서 '3나노(㎚·1㎚는 10억분의 1ｍ)' 경쟁 시대가 본격적으로 막을 열게 됐습니다.

시장에서 1위를 달리는 대만의 TSMC가 다음 달에 '3나노 포문'을 열기로 했습니다. 삼성전자에서 지난 6월 세계 최초로 3나노 양산에 성공하자 반격에 나선 것입니다. TSMC는 '애플'이라는 대형 고객사를 등에 업었습니다. 최첨단 반도체 시장을 양분한 삼성전자와 TSMC의 '3나노 전쟁'이 본격화될 전망입니다.

28일 외신에 따르면 TSMC는 다음 달부터 3나노 공정을 적용한 반도체 양산을 시작할 예정입니다. TSMC의 '3나노 첫 고객'은 애플인 것으로 알려졌습니다. 애플에서 자체 설계한 M2 프로 칩에 TSMC의 3나노 칩을 적용할 것으로 보입니다. M2 프로 칩은 올해 말이나 내년 상반기 출시할 예정인 14·16인치 맥북 프로, 고급형 맥 미니 등에 탑재됩니다.

당초 일각에서는 TSMC의 첫 고객이 인텔이라는 추측이 나왔습니다. 하지만 인텔이 차세대 CPU(중앙처리장치) 제품의 출시 일정을 연기하면서 TSMC의 3㎚ 생산 일정에 차질이 생기는 것 아니냐는 우려가 나오기도 했죠. 하지만 TSMC는 애플이라는 초대형 고객을 다시 한번 유치하는 데 성공하면서 3나노 추격의 고삐를 놓치지 않게 됐습니다.

이재용 부회장이 19일 삼성전자 화성캠퍼스에서 임직원들과 간담회를 갖고 이야기를 나누는 모습 <사진=삼성전자>

삼성 입장에서는 아직까진 크게 개의치 않는 모양새입니다. 스마트폰 분야에서 경쟁 구도에 있는 애플은 원래 삼성 측에 반도체 위탁생산을 맡긴 적이 없었기 때문이죠. 하지만 추후 수주 물량이 큰 다른 계약들까지 연이어서 TSMC에 밀릴 경우에는 문제가 생길 수 있습니다. 대만 현지 언론에서는 TSMC가 애플뿐 아니라 인텔, 퀄컴, 미디어텍, 엔비디아 등을 3나노 공정의 잠재 고객사로 잡았다고 전했습니다.

공정 초반 고객사 규모 경쟁에서 밀리게 되면 규모의 경제를 만들지 못하기 때문에 가격 경쟁에서 불리해질 수 있습니다. 이미 TSMC가 이전 공정까지 압도적인 점유율 가지고 있는 상태이기 때문에 3나노에서마저 반전의 기회가 만들어지지 않으면 삼성은 크게 위축될 수밖에 없습니다. 대만 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 올해 1분기 TSMC의 파운드리 시장 점유율(매출 기준)은 53.6%에 달합니다. 2위 삼성전자(16.3%)와 격차가 큰 상황입니다.

하지만 삼성 측도 이미 고객사는 충분히 확보했다는 입장입니다. 최시영 삼성전자 파운드리사업부장(사장)은 지난달 2분기 실적 발표 콘퍼런스콜에서 "모바일 부문에서 복수의 대형 고객사를 이미 확보했다"면서 "이 외에도 고객사들과 수주 관련 논의를 하고 있고 규모는 계속 확대되고 있다"고 강조했습니다.

반도체 트랜지스터 구조 차이 <자료=삼성전자>

삼성이 가진 무기는 3나노에 게이트올어라운드(GAA) 방식을 적용했다는 점입니다. GAA는 전류가 흐르는 채널의 4면을 게이트가 둘러싸고 있는 구조입니다. TSMC가 3나노에서도 아직 유지하고 있는 기존 3면 방식의 핀펫(FinFET)보다 더 큰 폭의 성능 향상이 가능합니다. GAA 1세대 공정은 기존 5나노 핀펫 공정과 비교해 전력을 45% 절감하고 성능은 23% 향상됩니다. 반면 면적은 16% 줄어듭니다. GAA 2세대는 전력 50% 절감, 성능 30% 향상, 면적 35%가 축소됩니다. 더 작지만 성능과 전력 효율이 우수한 반도체를 만들 수 있는 셈입니다. 반면 TSMC는 3나노까지는 핀펫을 유지하고 2026년 2나노부터 GAA 기술을 도입할 예정입니다.

[오찬종 산업부 기자]

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