TSMC "저전력으로 AI 수주 앞선다"…2나노 경쟁 '자신'

"전력 소모 20% 이상 줄인다"…빅테크에 해법 제시
TSMC '파운드리2.0' vs 삼성 '턴키'…AI 패권 경쟁

[런던=신화/뉴시스]노트북 화면에 대만 반도체 제조회사 TSMC의 로고가 표시된 모습. 2024.02.21.

[서울=뉴시스]이인준 기자 = "우리의 2나노 이하 기술은 에너지 효율적인 컴퓨팅에 대한 요구를 선도적으로 해결할 수 있다."

파운드리 업계 1위인 대만 TSMC가 2나노 공정을 앞세워 AI(인공지능) 개발 경쟁이 한창인 글로벌 빅테크(기술 대기업)들을 향해 구애를 보내고 있다.

TSMC가 내년 양산 예정인 2나노(N2)는 기존 3나노 공정 대비 똑같은 성능이라도 전력 소모는 25~30% 절감할 수 있다. 이에 초미세 공정 우위를 앞세워 삼성전자와 인텔 등 후발 주자들과 격차를 더 벌리겠다는 자신감도 엿보인다.

"TSMC와 함께 하면 된다"…에너지 절감 자신감

21일 업계에 따르면 생성형 AI가 사용하는 엄청난 전력량은 갈수록 빅테크들이 반드시 넘어야 할 숙제가 되고 있다.

국제에너지기구(IEA) 예측에 따르면, 2026년 AI 학습 및 서비스 수행을 위해 전세계 데이터센터가 사용하는 전력량은 최대 1050테라와트시(TWh)에 달한다. 이는 일본(939TWh)과 캐나다(577TWh)의 국가 단위 전력 소비량을 훨씬 뛰어 넘는 것이다.

전력난도 문제지만, AI 개발 경쟁이 각국 기후변화 대응을 늦추고 있다는 지적도 나온다. 데이터센터 수요 증가가 전기와 물 같은 에너지 소비를 크게 늘리고 있어서다.

TSMC는 이런 상황에서 "TSMC의 웨이퍼를 더 많이 구매할수록 (에너지를) 더 많이 절약할 수 있다"며 초미세 공정이 AI 산업이 처한 문제의 해법이 될 수 있다고 주장한다.

TSMC 웨이저쟈 CEO는 최근 실적 발표에서 "반도체 전력 소비를 줄인다고 전체 시스템 소비량이 동일하게 줄진 않지만, (TSMC가 제조하는) 가속기나 CPU(중앙처리장치)는 전체 시스템 전력 소비의 상당 부분을 차지한다"고 밝혔다.

이어 "그렇기 때문에 모든 고객이 최첨단 기술을 사용하기 원하고 2나노 기술로 이동하는데 적극적"이라고 소개했다.

TSMC는 2나노 공정 초기 2년 간 시제품 제작(테이프 아웃)은 기존 3나노나 5나노 때보다 더 많을 것으로 내다봤다.

웨이 CEO는 "N2 기술 개발은 2025년 대량 생산을 목표로 순조롭게 진행되고 있다"며 "디바이스 성능과 수율이 계획보다 앞서고 있다"고 밝혔다.

그는 특히 "전력상 이점을 제공할 것"이라며 "거의 모든 AI 혁신가들이 TSMC와 협력하고 있다"고 강조했다.

TSMC는 또 후면전력 공급을 통해 15~20% 전력 효율을 향상시킬 수 있는 A16 공정도 개발 중이다.

[서울=뉴시스]6월 12일(현지시간) 미국 실리콘밸리에서 열린 '삼성 파운드리 포럼 2024'에서 최시영 삼성전자 파운드리 사업부장 사장이 기조연설을 하고 있다. (사진=삼성전자 제공) 2024.06.13. photo@newsis.com *재판매 및 DB 금지

TSMC, '파운드리 2.0' 제시…초미세 공정 주도권

TSMC은 늘어나는 초미세 공정 수요를 적극 공략해 삼성전자와 인텔 등 경쟁 업체보다 앞서 나간다는 계획이다.

이날 TSMC가 공개한 '파운드리 2.0'이라는 새로운 파운드리 정의도 의미심장하다. TSMC는 "파운드리 산업에 대한 정의를 메모리 제조를 제외한 패키징, 테스트, 마스크 제작 및 기타 모든 IDM(종합반도체기업)을 포함하는 파운드리 2.0으로 확장한다"고 밝혔다.

이는 갈수록 기존 파운드리 산업의 경계가 모호해진 만큼 새로운 정의를 내린 것으로, 사실상 삼성전자의 AI 반도체 시장 진출을 의식한 것이다.

TSMC는 "한 가지 강조하고 싶은 것은 TSMC는 최첨단 제품에서 고객을 지원하는 최첨단 백엔드 기술에만 집중할 것"이라며 "고객과 경쟁하지 않는다"는 사훈을 또 한번 분명히 했다. TSMC는 이를 통해 메모리와 고객사(반도체 설계) 분야를 제외하고 전방위적인 시장 공략에 나설 예정이다.

TSMC는 현재 전 세계 초미세 공정 시장을 사실상 독점하는 것으로 평가 받는다. 올 2분기 TSMC의 3나노 공정 매출이 전체 매출에서 차지하는 비중은 15%로, 전 분기(9%) 대비 큰 폭 증가했다.

이에 맞서 삼성전자도 최근 TSMC 고객이었던 일본 AI 유니콘 기업 프리퍼드네트웍스(PFN)의 2나노 AI 가속기를 일괄 수주하는데 성공했다.

이 수주는 최근 미중 갈등으로 반도체 공급망이 더 다극화되는 상황에서 원스톱 AI 솔루션을 제공하겠다는 삼성전자의 '통합 AI 솔루션' 비전이 시험 무대에 오른 것이다.

최시영 삼성전자 파운드리 사업부장(사장)은 최근 파운드리포럼 기조 연설에서 "AI 반도체에 최적화한 GAA(Gate-All-Around) 공정 기술과 적은 전력으로도 고속 데이터 처리가 가능한 광학 소자 기술을 통해 AI 시대 기업들이 필요로 하는 원스톱 AI 솔루션을 제공하겠다"고 강조했다.

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