[비즈니스포스트] 대만 TSMC가 반도체 파운드리 미세공정 수율 안정화에 예상보다 빨리 성과를 내 3나노 2세대(N3E) 공정 도입 시기를 앞당기며 내년 초부터 고객사 반도체 출하를 목표로 두고 있다.

삼성전자가 수율 부진으로 최신 미세공정기술 도입에 어려움을 겪는 사이 TSMC가 일찌감치 고객사 수요를 선점하며 파운드리 수주 경쟁에서 우위를 차지할 가능성이 커졌다.

25일 반도체 전문지 어낸드테크 보도에 따르면 TSMC는 N3E 공정 기반의 반도체 양산 시기를 이르면 내년 상반기까지 앞당길 수 있을 것으로 전망된다.

현재 TSMC에서 개발과 테스트를 진행하고 있는 N3E 공정 반도체의 초기 수율이 예상보다 우수한 수준으로 나타났기 때문이다.

TSMC는 올해 하반기 3나노 초기 공정을 도입해 내년 초부터 고객사 반도체 출하를 시작할 계획을 세우고 있다. 내년부터 3나노 2세대 반도체 양산에 들어갈 공산이 크다.

어낸드테크는 “TSMC는 최근 콘퍼런스콜에서도 N3E 공정과 관련해 자신감을 나타냈다”며 “2025년까지 고객사 반도체를 양산하는 주력 공정으로 자리잡게 될 것”이라고 내다봤다.

삼성전자는 올해 상반기 3나노 초기 공정을 도입해 반도체 양산을 시작하고 3나노 2세대 공정은 내년부터 도입해 파운드리사업에 활용한다는 계획을 세우고 있다.

3나노 공정 난이도를 고려할 때 초기 공정보다 2세대 공정이 고객사 확보에 더 중요할 것으로 예상되는 만큼 삼성전자가 TSMC와 내년에 치열한 수주경쟁을 펼치게 될 것으로 전망된다.

삼성전자가 아직 3나노 2세대 공정 도입 시기를 구체화하지 않은 만큼 TSMC가 N3E 공정 도입 시기를 앞당기는 것은 잠재적으로 큰 위협적 요소로 볼 수 있다.

TSMC N3E공정은 기존 3나노 공정과 비교해 성능 개선폭은 크지 않지만 반도체 생산 비용은 크게 낮출 수 있어 가격 경쟁력이 높을 것으로 예상되기 때문이다.

더구나 삼성전자가 새 파운드리 미세공정을 도입할 때마다 수율 안정화에 어려움을 겪어 왔기 때문에 TSMC가 초반부터 N3E 공정의 안정적 수율을 확보하는 일은 경쟁 판도에 매우 중요한 변수로 꼽힌다.

어낸드체크는 “삼성전자는 이전부터 최신 파운드리 도입 경쟁에서 TSMC에 뒤처져 왔다”며 “다만 TSMC도 삼성전자의 매서운 추격에 대비해 기술 완성도를 높여야 할 것”이라고 바라봤다. TSMC가 N3E 공정의 성능과 전력효율 등을 아직 공개하지 않은 만큼 새 미세공정 기술이 실제로 반도체 성능을 얼마나 끌어올릴 수 있는지도 경쟁을 판가름할 수 있는 기준이 될 수 있다.

삼성전자가 3나노 2세대 공정을 TSMC보다 다소 늦게 선보이더라도 성능 측면에서 확실한 우위를 나타낸다면 주요 고객사 주문을 수주하는 데 이점이 될 수 있다.

TSMC는 내년부터 3나노 2세대 공정을 주력으로 활용하기 시작하며 2025년 하반기부터 2나노 공정 반도체 양산을 시작하며 기술 우위를 지켜내겠다는 계획을 세우고 있다.

대만 디지타임스에 따르면 TSMC는 이미 2나노 미세공정으로 생산할 고객사 반도체 물량까지 이미 확보해둔 것으로 알려졌다.

인텔은 TSMC 2나노 공정을 활용해 자체적으로 개발하는 그래픽반도체(GPU)를 양산할 계획을 세우고 있으며 애플은 스마트폰 또는 PC용 자체 프로세서 위탁생산을 맡길 것으로 예상된다.

디지타임스는 엔비디아와 AMD, 미디어텍 등 고객사도 이미 TSMC와 3나노 공정으로 반도체 양산을 논의한 데 이어 2나노 파운드리 활용 계획을 논의하기 시작한 것으로 전해졌다.

다만 TSMC의 반도체 생산 능력이 한계를 맞을 것으로 예상돼 일부 고객사의 반도체 생산 시기는 미리 생산라인을 선점한 인텔과 애플 등 주요 고객사와 비교해 늦어질 수밖에 없다.

삼성전자가 적기에 TSMC와 맞경쟁할 만한 미세공정 반도체 생산 능력을 확보한다면 이런 고객사들의 주문을 일부 빼앗아 올 기회를 얻을 수도 있다.

어낸드테크는 “TSMC는 당분간 삼성전자나 인텔 등 파운드리 경쟁사를 앞서나갈 것으로 전망된다”며 “그러나 인텔과 삼성전자의 추격을 뿌리치는 일이 쉽지만은 않을 것”이라고 보도했다. 김용원 기자