"3나노 이하 놓치면 끝" 삼성의 위기감…TSMC 잡을 승부수는 '턴키'

삼성전자가 12일(현지시간) 미국 실리콘밸리 새너제이에 위치한 삼성전자 DS부문 미주총괄(DSA) 사옥에서 '삼성 파운드리 포럼 2024'를 개최한 가운데 각국에서 모인 참석자들이 행사 시작을 기다리고 있다. 삼성전자 제공

[파이낸셜뉴스] 삼성전자가 파운드리(반도체 위탁생산) 사업에서 메모리·파운드리·패키징을 아우르는 '턴키'(일괄공급) 전략과 함께 후면전력공급기술(BSPDN)을 적용한 2나노미터(1nm=10억분의1m) 신공정을 새로 공개한 건 업계 1위 TSMC 추격을 위한 승부수를 던진 것으로 평가된다.

1나노급 공정 개발·양산 타이틀을 차지하려는 파운드리 업계 경쟁에 무리하게 뛰어들기보단 종합반도체기업(IDM)인 삼성전자의 강점을 살려 인공지능(AI) 시대에 맞는 선단공정 기술 최적화에 주력하겠다는 것이다. 전체 파운드리 시장에서 비중이 커지고 있는 3나노 이하 초미세공정 기술 완성도를 높여 고객사의 신뢰를 확보한다는 구상이다.

13일 시장조사기관 옴디아에 따르면 2023~2027년까지 전 세계 3나노 이하 공정 매출 성장률은 연평균 92.3%를 기록할 것으로 전망됐다. 3나노 매출 비중은 2023년 3.7%에서 2027년 26.1%로, 8배 가량 성장세가 예측되는 등 3나노 이하 공정이 전체 파운드리 시장을 주도하고 있다.

삼성전자의 가장 큰 고민은 대형 고객사의 부재다. 3나노의 경우 삼성전자 팹리스(반도체 설계전문)인 시스템LSI사업부를 제외하면 중국 암호화폐 업체를 주요 고객사로 확보하는데 그치고 있다. AI 시대를 맞아 엔비디아, 애플 등 글로벌 팹리스들의 주문이 TSMC로 몰리고 있는 것과 대조적이다. 삼성전자는 지난 2022년 6월 세계 최초로 차세대 트랜지스터 기술인 게이트올어라운드(GAA)를 적용한 3나노 양산에 성공했다. 하지만, 고객사들이 수율(양품 비율) 등 제품에 대한 신뢰도가 높은 TSMC와 협력 강화에 나서면서 3나노 시장에서 고전하고 있다.

글로벌 파운드리 시장에서 삼성전자와 TSMC의 점유율 격차는 갈수록 벌어지고 있다. 시장조사기관 트렌드포스에 따르면 올해 1·4분기 삼성전자 파운드리 사업부 매출은 33억5700만달러로, 전 분기(36억1900만달러)보다 7.2% 감소했다. 시장 점유율 역시 11.3%에서 11.0%로 줄었다.

반면, TSMC는 1·4분기 매출 188억4700만달러를 올렸다. 매출은 전 분기(196억6000만달러)와 비교해 4.1% 줄었지만, 점유율은 같은 기간 61.2%에서 61.7%로 확대됐다.

삼성전자로선 3나노 이하 초미세공정 기술력에 대한 고객사의 신뢰를 얻는 것이 최우선 과제인 셈이다. 삼성전자 내부에선 성장세가 가파른 3나노 이하 공정 주도권을 놓치면 '영원한 2위'로 머무를 수 있다는 위기감이 높다.

삼성전자는 선단 공정 기술 개선으로 3나노 GAA 공정의 안정적인 양산을 지속하는 한편, 2나노 공정을 차질없이 개발한다는 계획이다. 현재 삼성전자는 GAA 기반 3나노 1세대(SF3E)를 안정적 수율로 양산하는 가운데 3나노 2세대 공정(SF3)은 올 하반기 양산을 시작할 예정이다. 아울러 AI 가속기 등 빠르게 성장하는 응용처의 매출 비중을 확대할 방침이다. 이를 통해 2027년까지 파운드리 사업에서 모바일 외 제품군의 매출 비중을 50% 이상 높일 계획이다.

mkchang@fnnews.com 장민권 기자