"약점 지운 삼성 파운드리, 3·4나노 수율 대폭 개선"

삼성전자 평택캠퍼스 전경. 삼성전자 제공

치열한 글로벌 경쟁이 진행 중인 파운드리(반도체 위탁생산) 시장에서 삼성전자가 약점으로 지적됐던 5나노 이하 미세공정 수율(양품의 비율)을 대폭 개선했다는 분석이 제기됐다. 11일 하이투자증권이 발간한 파운드리 보고서에 따르면 올해 삼성전자 파운드리의 수율은 4나노는 75% 이상, 3나노는 60% 이상으로 추정된다.

박상욱 하이투자증권 연구원은 "최근 삼성전자가 4나노 수율 공정 개선에 성공해 퀄컴과 엔비디아 등 고객사가 다시 삼성 파운드리에 위탁생산할 가능성이 높아졌다"고 말했다.

나노는 반도체 회로 선폭을 의미하는 단위로, 선폭이 좁을수록 소비전력이 줄고 처리 속도가 빨라진다. 현재 세계에서 가장 앞선 양산 기술은 3나노다. 현재 5나노 이하 공정은 글로벌 파운드리 업계 1위인 대만 TSMC와 2위인 삼성전자만이 생산 가능하다.

박 연구원은 "삼성 파운드리는 10나노 미만 공정부터 제품 출시가 지연되고 수율 개선에 더딘 모습을 보여주면서 애플, 엔비디아, 퀄컴 등 주요 고객사들이 TSMC로 이탈했다"며 "7나노 미만 초미세공정에서 TSMC 점유율이 90%로 두 회사 격차가 크게 벌어졌다"고 설명했다.

이어 "삼성전자가 단기간 내 수율을 개선한 배경에는 업황 부진이 있을 것"이라며 "팹 가동률이 낮아지며 테스트 웨이퍼 투입량이 늘어났고, 이 과정에서 초미세공정 수율을 개선했을 것"이라고 덧붙였다.

통상 3나노 또는 4나노 같은 최첨단 공정은 수율이 60% 이상이면 안정적인 수준에 도달했다고 본다.

업계에서는 올해 초까지만 해도 4나노 수율을 TSMC는 70~80%, 삼성전자는 50%대일 것으로 추정했다. 현재 삼성전자의 4나노 수율이 75%라면 TSMC를 거의 따라잡은 수준이다.

박 연구원은 "원래 삼성전자를 통해 제품을 생산했던 경력이 있는 고객사들은 다시 삼성을 채택할 가능성이 있다"고 전망하며 "3나노 이하 파운드리의 자체 난도도 높기 때문에 3나노 수율이 60% 이상 올라온 삼성전자가 2나노 경쟁에서도 유리할 것"이라고 강조했다.

TSMC와 삼성전자는 2025년 양산을 목표로 2나노 기술 개발에 속도를 내고 있다. 삼성전자는 지난해 양산을 시작한 3나노 공정부터 차세대 트랜지스터인 게이트올어라운드(GAA) 구조를 적용하고 있다. TSMC도 2나노부터 이를 적용할 예정인 만큼, 미리 경험을 쌓아둔 삼성전자가 유리할 수 있다는 분석이다.

전혜인기자 hye@dt.co.kr