삼성·인텔, 2나노 본격 경쟁 `TSMC 추격` 드라이브 건다

삼성, TSMC보다 양산 앞당겨
인텔, 내년 하반기 1.8나노 개발

삼성전자가 지난해 6월 화성캠퍼스에서 3나노 공정 양산에 성공했다. 삼성전자 제공

올해 깊은 침체에 빠졌던 글로벌 반도체 산업이 내년에는 본격 반등을 시작할 것으로 기대되는 가운데, 한국과 대만, 미국 등 각국을 대표하는 반도체 기업들의 2나노(㎚) 첨단 반도체 공정 경쟁이 내년부터 본격화될 것으로 예상된다.

25일 업계에 따르면 글로벌 파운드리(반도체 위탁생산) 업계 1위인 대만 TSMC와 2위인 삼성전자, 그리고 최근 파운드리 시장 재진입을 시도하고 있는 미국 인텔은 각자 2나노 첨단 공정 개발에 속도를 내고 있다.

현재 최첨단 양산 가능 기술은 삼성전자와 TSMC가 양산하고 있는 3나노 공정이다. 삼성전자가 지난해 6월 3나노 양산을 시작했고, TSMC는 올 초부터 3나노를 양산하고 있다.

다만 3나노 공정에 대한 시장의 수요는 기대에 미치지 못하고 있는 것으로 알려져 있다. 공정 초기 수율에 대한 우려와 함께 반도체 시장 침체로 가격이 비싼 첨단 공정에 대한 고객사 수요가 줄어든 까닭이다.

TSMC가 독점하고 있는 애플의 PC용 SoC(시스템온칩) M3 칩과 모바일용 AP(어플리케이션 프로세서) A17을 제외하고는 아직까지 글로벌 주요 팹리스들은 3나노 파운드리를 활용하기보다는 4나노 공정을 주로 이용하고 있는 것으로 전해진다.

이런 가운데 TSMC의 지배력은 더욱 공고해지고 있다. 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 지난 2021년 3분기 기준 글로벌 파운드리 시장에서 TSMC의 매출이 차지하는 비중은 53.1% 수준이었으나 2년 후인 올해 3분기에는 57.9%로 늘어났다. 반면 2위 기업인 삼성 파운드리의 시장점유율은 2년 사이 17.1%에서 12.4%로 줄어들었다.

그럼에도 인텔과 삼성은 당장의 수주 확대보다 TSMC보다 먼저 첨단 공정을 개발하는 데 집중하고 있다. 업계 1위와 가격 경쟁을 하기보다는 다음 시장을 선점하겠다는 전략이다.

특히 파운드리 사업 재진입을 시도하고 있는 인텔의 행보가 공격적이다. 인텔은 내년 상반기 2나노급 제품인 20A(옹스트롬) 공정을 양산하고, 1.8나노 제품인 18A도 내년 하반기 개발을 진행할 것이라는 계획을 밝힌 바 있다. 인텔은 지난 9월 진행한 연례 개발자 행사 '인텔 이노베이션 2023'에서도 18A 반도체 웨이퍼 시제품을 공개하기도 했다.

이와 관련 최근 네덜란드 반도체 장비 회사인 ASML은 공식 SNS에서 신규 장비인 '하이 NA EUV(극자외선)'를 세계 최초로 인텔에 배송한다고 밝히기도 했다. ASML은 반도체 웨이퍼 위에 회로 선폭을 새기는 노광 과정에 필요한 장비를 주로 생산하는 업체로, 이 회사만이 만들 수 있는 EUV 장비는 7나노 이하 미세회로 구현에 반드시 필요한 장비로 알려져 있다. 이번 하이 NA EUV의 경우 기존 EUV 장비보다도 더 미세한 공정을 가능하게 하는 장비로, 2나노 이하 공정의 핵심 장비가 될 것으로 전망된다.인텔은 삼성전자와 TSMC보다 먼저 작년 초 이 장비의 도입 계약을 ASML과 맺었다.

삼성 파운드리는 지난해 양산을 시작한 3나노 공정을 개선한 3나노 '2세대' 공정의 양산을 내년부터 시작하고, 2나노 공정은 2025년 상반기 양산을 목표로 하고 있다. TSMC는 이보다 뒤인 2025년 하반기를 2나노 양산 시점으로 내세웠다.

TSMC는 최근 애플과 엔비디아 등 일부 대형 고객사들에게 2나노 시제품에 대한 공정 테스트 결과를 전달했으며, 삼성 역시 2나노 시제품을 대형 고객사에게 선보이며 가격 인하 전략을 내세우고 있는 것으로 전해졌다.

전혜인기자 hye@dt.co.kr