'2나노' 선공 나선 TSMC…다시 불붙는 반도체 초미세공정 경쟁

삼성에 3나노 뒤졌던 TSMC, 연내 2나노 시범 생산…2025년 양산 목표
GAA 기술 선점한 삼성, 기술 우위 전략…인텔도 '도전장'

(Photo by Sam Yeh / AFP) ⓒ AFP=뉴스1

(서울=뉴스1) 김민성 기자 = 파운드리(반도체 위탁생산) 1위 대만 TSMC가 최첨단 2㎚(나노미터·10억분의 1m) 공정 생산 준비에 착수한 것으로 알려졌다. 삼성전자가 3㎚ 시대를 처음 열며 초미세 공정 주도권 장악에 나선 뒤 TSMC가 '2나노'를 먼저 꺼내들며 반격에 나선 것이다. 한때 '반도체 황제'라 불리던 미국 인텔도 파운드리 시장에 뛰어들면서 초미세 공정 시장의 경쟁은 치열해질 전망이다.

7일 외신 등에 따르면 TSMC는 인공지능(AI)을 적용해 에너지 효율을 개선한 2㎚ 반도체 생산을 준비 중이다. 올해 안에 소량 시범 생산을 시작하고, 2025년부터 양산하는 것이 목표다.

2㎚ 제품 생산은 TSMC의 대만 북부 신주과학단지 바오산 지역에 건설하는 '20팹'(fab·반도체 생산공장)에서 시작해 대만 중부 타이중 중부과학단지까지 확대될 것으로 보인다. 2㎚ 공정의 첫 고객은 애플과 엔비디아가 될 전망이다.

삼성전자와 TSMC의 초미세 공정 경쟁은 치열하다. 삼성전자가 지난해 6월 세계 최초 GAA(게이트올어라운드) 공정 기반인 3나노 파운드리 양산에 들어갔고 6개월 뒤인 12월에 TSMC가 뒤이어 양산을 시작했다. 반도체 공정에선 나노 공법 숫자가 낮아질수록 반도체 전력 효율이 좋아지고 성능은 높아진다.

그러나 TSMC는 첨단 공정에서 애플, 엔비디아, AMD 등 대형 고객사를 확보하면서 한발 앞서 있다는 평가를 받고 있다. 시장조사업체 가트너에 따르면, AI나 자율주행차 등에 쓰이는 최첨단 반도체를 생산하는 7나노 이하 공정에서 TSMC의 점유율은 90%로 삼성전자를 크게 앞서고 있다. 경계현 삼성전자 DS부문장(사장)은 최근 "종합적 완성도는 현재 3나노에서는 삼성전자가 TSMC보다 1년, 4나노에서는 2년 정도 뒤처져 있다"고 밝힌 바 있다.

삼성전자는 TSMC를 향후 5년 안에 제치겠다는 각오로 맞서고 있다. 무엇보다 삼성전자가 GAA 기술을 먼저 시작한 만큼 2나노 경쟁에선 기술 우위를 점하겠다는 전략이다. GAA는 기존 방식인 핀펫보다 성능과 전력 효율 면에서 한층 앞선다. TSMC는 2나노부터 GAA 공정을 적용한다.

여기에다 한때 '반도체 황제'로 불렸던 인텔이 도전장을 낸 상태다. 현재는 10위권 밖이지만 가장 공격적인 투자에 나서고 있다. 인텔은 2년 전 파운드리사업부를 출범시켰다. 현재 7나노 수준인 파운드리 공정을 내년 상반기 20A(2나노), 하반기 18A(1.8나노)까지 도입한다는 방침이다. 지난 3월엔 반도체 설계회사 Arm과 손잡고 1.8나노 공정을 활용해 차세대 모바일 시스템온칩(SoC)을 개발하겠다고 발표했다.

업계 관계자는 "1,2위(TSMC, 삼성전자)와 후발주자간 격차가 꽤 크기 때문에 (후발주자들이) 단기간에 레벨업하기는 쉽지 않다"며 "삼성전자는 TSMC와 경쟁에서 결국 수율을 높이기 위한 기술 경쟁력이 필요하다"고 말했다.

(공동취재) 2022.7.25/뉴스1 ⓒ News1 민경석 기자

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