"삼성 파운드리 4나노 수율 75%…퀄컴·엔비디아 고객 돌아올 것"

하이투자증권 '삼파戰' 보고서
"TSMC와 격차도 줄어들 것…3나노 GAA 공정 수율도 60% 이상"

삼성전자 3나노 파운드리 양산에 참여한 파운드리사업부, 반도체연구소, 글로벌 제조&인프라총괄 임직원(삼성전자 제공) /뉴스1

(서울=뉴스1) 신건웅 기자 = 삼성전자(005930)의 파운드리 사업부의 수율이 올라오면서 신규 고객사 유치에 속도가 붙을 것이라는 전망이 나왔다.

특히 4나노(nm) 공정 수율이 75% 이상으로 개선되면서 퀄컴과 엔비디아가 다시 삼성전자 파운드리를 통해 위탁생산할 가능성이 높아졌다고 분석했다.

하이투자증권은 11일 발간한 '삼(성)파(운드리)戰(Feat. 삼성, TSMC, Intel)' 보고서를 통해 "무게의 추는 삼성으로 기울고 있다"며 이같이 밝혔다.

과거 삼성전자 파운드리 사업부는 아이폰7 이후 애플을 시작으로 퀄컴, 엔비디아 등 주요 고객사들이 이탈하기 시작했다. 이로 인해 2019년 대만 TSMC와 삼성전자 파운드리의 시장 점유율 격차는 32%포인트(p)에서 지난해 41%p까지 벌어졌다. 10nm 미만 공정부터 제품 출시가 지연되고 수율 개선에 더딘 모습을 보여준 것이 문제였다.

다만 하이투자증권은 삼성전자의 △3~5nm 파운드리 수율이 개선되고 △경쟁 업체들 중 유일하게 GAAFET 양산에 성공했다는 점 △TSMC 고객사들의 이원화 수요가 증가하고 있다는 점을 이유로 다시 주요 팹리스 고객사들을 확보할 것으로 내다봤다.

올해 삼성전자 파운드리의 4nm 수율은 75% 이상, 3nm 수율은 60% 이상일 것으로 추정된다. 반도체 업황 부진으로 팹의 가동률이 낮아지면서 삼성전자가 테스트 웨이퍼 투입량을 늘린 것이 파운드리 7nm 미만 초미세공정 수율 개선으로 이어졌다는 분석이다.

또 세계 최초로 게이트올어라운드(GAA) 방식을 도입하고 MBCFET(다중가교채널 트랜지스터)에 대한 원천 특허를 보유하고 있는 것도 삼성전자 파운드리 사업부의 강점으로 꼽았다.

GAA는 게이트가 채널의 4면을 둘러싸고 있는 구조의 트랜지스터로, 게이트가 각각 채널의 1면, 3면과 접촉하는 핀펫(FinFET) 대비 게이트의 통제력이 뛰어나다는 평이다.

현재 TSMC와 인텔은 핀펫 트랜지스터를 쓰고 있으며 2025년 2nm미만 공정부터 GAA를 채택할 예정이다. 핀펫과 GAA는 사용되는 소재부터 장비까지 달라 초기 수율 잡기가 쉽지 않다.

3nm 이하 파운드리 자체 난이도도 높기 때문에 이미 3nm GAA 수율이 60%이상 올라온 삼성전자가 2nm 경쟁해서도 유리하다는 분석이다.

여기에 TSMC의 평균판매가격(ASP)으로 인해 퀄컴과 엔비디아 등 고객사들의 이원화 필요성도 커지고 있다.

TSMC는 목표 마진율인 53%를 유지하기 위해 가동 예정인 4nm 기반 애리조나 팹은 최대 30%, 12~22nm 기반 구마모토 팹은 최대 15%까지 가격 인상을 논의 중이다.

또 TSMC가 수요를 감당하지 못 한다는 점도 공급망 이원화를 촉진하고 있다. 인공지능(AI)과 자율주행 등 첨단 비메모리 반도체 수요가 급증하면서 현재 TSMC의 4~5nm 생산능력의 한계가 거론된다. 삼성전자 입장에서는 고객사 유치 기회가 생기는 셈이다.

박상욱 하이투자증권 연구원은 "원래 삼성전자를 통해 제품을 생산했던 경력이 있는 퀄컴과 엔비디아는 다시 삼성을 채택할 가능성이 있다"며 "TSMC는 7nm 초미세공정에서 90% 이상 점유율을 차지하고 있으나, 최근 삼성전자도 초미세공정에서 가시적인 성과를 보여주고 있기 때문에 향후 시장 점유율 격차가 좁혀질 것"이라고 분석했다.

keon@news1.kr