[비즈니스포스트] 대만 TSMC의 3나노 파운드리(반도체 위탁생산) 양산 일정이 연기되면서 삼성전자가 고객 확보 경쟁에서 유리한 위치에 설 수 있을 것으로 기대되고 있다.

삼성전자는 이미 올해 6월부터 3나노 파운드리 양산에 들어갔는데 TSMC의 일정 차질로 격차를 좁힐 수 있는 기회를 잡게 됐다.
 
16일 해외 증권전문지인 시킹알파에 따르면 일부 대만언론이 9월부터 TSMC가 3나노 대량양산에 들어갈 것이라고 보도했던 것과 달리 TSMC는 아직 3나노 생산을 시작하지 못한 것으로 파악된다.

TSMC는 2023년에 출시될 애플의 맥북용 차세대 반도체인 M3을 생산하기 위해 올해 4분기 처음으로 3나노 공정을 가동할 것으로 예상되고 있다.

TSMC의 3나노 생산 일정이 늦춰진 것은 기존 핀펫 공정을 일부 업그레이드 하는 작업에 상당한 시간이 걸렸기 때문인 것으로 추정된다.

노근창 현대차증권 센터장은 “TSMC의 3나노 공정에 쓰이는 핀플렉스 기술은 기존에 쓰던 핀펫 공정 기반이기는 하지만 노광장비(EUV)는 기존 장비와 다른 것을 써야하기 때문에 품질을 확보하고 본격적으로 양산하는데 상당한 시간이 걸린다”고 말했다.

TMSC가 기존 핀펫 공정을 일부 개선한 핀플렉스를 사용한 것과 달리 삼성전자는 새로운 게이트올어라운드(GAA) 방식을 3나노에 처음으로 도입했다. 핀펫 공정으로는 3나노 이하에서 더 이상 선폭을 미세화하는 것이 힘들다고 판단했기 때문이다.

게이트올어라운드(GAA)는 반도체를 이루는 구성요소인 트랜지스터에서 전류가 흐르는 채널과 이를 제어하는 게이트가 4면에서 맞닿게 하는 기술이다. 채널과 게이트 접촉면이 3면에 그치는 기존 핀펫 방식보다 게이트의 통제력이 더 강화된다.

반도체업계의 한 관계자는 “3나노 공정부터는 트랜지스터가 더욱 작아지면서  채널 길이가 너무 짧아져 핀펫 구조로는 게이트가 제대로 성능을 내기 어렵다”며 “TSMC가 핀펫 공정을 일부 개선한 핀플렉스로 3나노를 양산하겠다고 밝혔지만 기대하던 수준의 성능 발전이 있을지는 확실치 않다”고 말했다.

TSMC의 3나노 양산 지연은 삼성전자에게 기회 요인이다.

3나노와 같은 첨단공정은 램프업(장비 설치 뒤 본격 양산까지 생산능력을 높이는 것)에 상당한 시일이 소요되는 만큼 일찍 양산에 들어갈수록 일정 수준까지 수율을 끌어올릴 시간을 더 확보할 수 있다.

삼성전자는 올해 초 4나노 수율이 낮아 애를 먹었지만 계속해서 수율을 끌어올려 현재는 50% 이상인 것으로 파악된다. 현재 삼성전자의 3나노 수율도 시장기대치 대비 높은 수준으로 추정된다.

경계현 삼성전자 DS부문장 겸 대표이사 사장은 최근 기자간담회에서 “4~5나노는 TSMC보다 개발 일정과 성능이 뒤처졌던 것은 맞다”며 “하지만 고객들의 이야기를 들어보면 3나노는 우리가 TSMC보다 빠르게 할 수 있다고 보고 있고 3나노 공정에 대한 기대도 매우 크다”고 자신감을 보였다.
  삼성전자는 미래 고객사 확보에서 과거보다 더 유리한 지위에서 TSMC와 경쟁할 것으로 예상된다.

TSMC가 지금과 같은 속도로 3나노 양산에 들어간다면 2024년까지도 애플 외의 고객사 물량을 받기 쉽지 않을 공산이 크기 때문이다. 이는 곧 삼성전자가 3나노에서 AMD나 엔비디아 등 새로운 고객사를 확보할 수 있는 기회 요인으로 부각될 수 있다.

엔비디아는 이미 삼성전자 파운드리사업부의 주요 고객 가운데 하나인 만큼 3나노에서도 협상을 진행할 여지가 크다. AMD는 아직까지는 TSMC의 주고객이긴 하지만 3나노에서부터는 삼성전자에 일부 물량을 배정할 수도 있어 보인다. 

AMD는 2024년부터 TSMC의 3나노 공정을 활용하기를 원하는 것으로 알려졌다. 이를 위해 리사 수 AMD 최고경영자(CEO)가 조만간 대만을 방문할 수 있다는 소식도 전해졌다.

하지만 TSMC의 3나노 양산 지연으로 2024년까지 애플이 TSMC의 3나노 라인을 독점할 것으로 전망되는 만큼 AMD는 1년 이상 제품 출시를 미루거나 차선책으로 4나노 공정을 활용해야 한다. AMD가 TSMC의 대안으로 삼성전자를 고려하는 상황도 가능한 셈이다.

삼성전자는 AMD와 손잡고 모바일 프로세서(AP) ‘엑시노스2200’을 개발하는 등 최근 AMD와 협력관계를 강화하고 있다는 점도 향후 3나노 수주에 있어서 긍정적인 요인으로 작용할 가능성이 있다.

해외 IT전문매체 폰아레나는 “TSMC의 3나노 생산량이 2024년까지는 크게 확대되지 않을 것이며 향후 5년 이상을 큰 기술 발전 없이 2~3나노에 머무르게 될 것”이라며 “이는 삼성전자와 인텔이 세계 최고 파운드리 업체로 성장하는 데 도움이 될 수 있다”고 분석했다. 나병현 기자