TSMC, 올 4분기 3나노 칩 월 생산량 18만장 달할 듯
올 연말께 2나노는 10만장…초미세 공정 경쟁력↑
“TSMC, 첨단 공정 기반 AI 칩 수요 대거 수주” 자신감
삼성 파운드리 위상 흔들…글로벌 시장 점유율 추락
삼성전자, 2·3나노 선단 공정 반도체 역량 강화 주력

글로벌 파운드리(반도체 위탁 생산) 시장 1위인 대만 TSMC가 인공지능(AI) 반도체 양산 능력을 확대하는 데 박차를 가하고 있다. 특히 선단 공정인 2nm 및 3nm(1nm는 10억분의 1m) 생산 능력을 큰 폭으로 끌어올리고 있다. 업계에선 올 4분기께 TSMC의 3나노 칩 월 생산량이 18만장, 2나노 칩 월 생산량이 8만장에 이를 것으로 점치고 있다.

TSMC가 초미세 공정 기반 반도체 양산 능력을 확대하면서, 파운드리 세계 2위 삼성전자의 근심은 더욱 깊어지고 있다. 

중국시보 등 복수의 대만 언론은 소식통을 인용해 최근 TSMC가 엔비디아, AMD, 브로드컴 등 주요 고객사의 강력한 파운드리 주문 수요로 인해 생산 능력을 대폭 키우고 있다고 7일 보도했다.

실제 TSMC는 AI와 고성능컴퓨팅(HPC)에 최적화된 첨단 반도체를 양산하기 위해 일부 5나노 공정 생산라인을 3나노 공정으로 업그레이드한 것으로 파악됐다.  대만 언론은 소식통을 인용해 “TSMC의 올 4분기 3나노 공정 기반 반도체 월 생산량은 18만장에 달할 것이다”고 전망했다. 이어 “TSMC의 3나노 칩 월 생산량이 18만장 수준으로 확대된 것은 당초 계획보다 2~3개월 정도 앞당겨진 것이다”며 “이를 계기로 TSMC의 초미세 공정 기반 첨단 반도체 출하 모멘텀은 한층 가속화할 것이다”고 내다 봤다.

TSMC의 3나노 칩 양산 능력은 향후 더욱 늘어날 전망이다. 현재 TSMC는 대만 남부과학단지, 미국 애리조나주, 일본 구마모토현 등에 3나노 파운드리 공장을 짓고 있다. 만약 해당 공장들이 각각 내년 상반기, 내년 하반기, 2028년에 본격적으로 가동된다면 3나노 칩 월 생산량은 무려 22만~25만장으로 불어나게 된다.

또한 3나노 보다 더 미세한 첨단 공정인 2나노 반도체 생산 능력도 크게 개선해 나가고 있다.

대만 언론에 따르면 약 5만~6만장 수준인 TSMC의 올 상반기 2나노 칩 월 생산량은 올 4분기 초 8만장에 이르고, 올 연말엔 10만장으로 늘어날 것으로 예측된다. 나아가 오는 2028년엔 18만장 수준에 달할 것으로 점쳐졌다.

이렇듯 2나노 및 3나노 공정 기반 첨단 반도체 양산 능력을 큰 폭으로 끌어올린 TSMC는 주요 고객사의 파운드리 주문 수요를 빠르게 흡수할 전망이다.

이미 TSMC는 초미세 공정 칩 수요를 대거 수주할 것으로 자신하고 있다. TSMC는 지난달 열린 올 2분기 실적 콘퍼런스콜에서 “첨단 공정 기반 AI 반도체에 대한 수요가 매우 강하다”며 “주요 고객사와 클라우드서비스제공업체(CSP)를 중심으로 수요가 급증하는 추세다”고 말했다.

그러면서 “2029년부터 2030년까지 이미 수주 가시성이 확보됐다”고 덧붙였다.

이에 TSMC는 AI 수요의 지속가능성에 대한 경영진의 자신감을 보여주는 핵심 지표인 연간 자본 지출 전망치를 기존 500억달러 수준에서 600억~640억달러(약 85조740억~90조7456억원) 수준으로 상향 조정했다.

업계에선 TSMC가 2나노, 3나노 등 선단 공정 생산 능력 확대를 계기로 글로벌 시장 내 입지를 더욱 넓혀 나가지 않겠느냐는 분석마저 내놓는다.

시장조사업체 트렌드포스에 따르면 올 1분기 TSMC의 전 세계 파운드리 시장 점유율은 72.3%에 달했다. 이는 직전 분기인 지난해 4분기 70.4% 대비 1.9%p 더 늘어난 수치다.

이런 와중에 첨단 공정 기반 칩 생산량을 대폭 끌어올린 TSMC는 향후 70%대 후반, 나아가 80%대까지 시장 점유율을 더 늘려 나갈 것으로 기대를 모은다.

TSMC가 초미세 공정 경쟁력을 대폭 강화하는 사이, 세계 2위 삼성 파운드리의 위상은 점차 흔들리고 있다.

올 1분기 삼성전자의 파운드리 시장 점유율은 6.5%에 그쳤다. 이는 TSMC에 턱없이 못 미치는 수치다.

결국 삼성전자와 TSMC 간 점유율 격차는 무려 65.8%p까지 벌어졌다. 글로벌 파운드리 시장 2위라는 타이틀이 무색하게 삼성이 TSMC와의 간극을 좀처럼 좁히지 못하고 있는 것이다.

그간 삼성전자는 파운드리 역량을 제고하는 데 전력을 다해 왔다. 특히 이재용 삼성전자 회장이 강조해 온 ‘기술 초격차’ 전략에 따라 선단 공정 경쟁력 강화에 부단히 힘써 왔다.

이 회장은 앞서 지난 2019년 4월 ‘시스템 반도체 비전 2030’을 통해 “메모리 반도체에 이어 파운드리를 포함한 시스템 반도체에서도 확실히 1등을 하겠다”고 선언한 바 있다.

이어 “2030년까지 시스템 반도체 생산 및 연구개발(R&D)에 133조원을 투자해 전 세계 파운드리 1위인 TSMC를 넘어서겠다”고 도전장을 냈다.

그러나 삼성 파운드리는 초격차 경쟁력을 강화하는 데 적잖이 애를 먹었다. 이는 ‘만년 적자 사업부’라는 불명예스러운 타이틀을 부여했다.

상황이 이렇다보니 전 세계 파운드리 시장에서 삼성전자의 입지가 위축되는 것 아니냐는 관측마저 제기된다.

위기를 의식한 삼성전자는 파운드리 사업 전략을 전면 수정했다. 특히 1.4나노 등 차세대 공정 개발보다 2나노, 3나노 등 선단 공정 수율 개선에 주력키로 했다.

삼성은 지난해 ‘SAFE 포럼’에서 1.4나노 양산 목표를 당초 2027년에서 2029년으로 2년 늦추겠다고 발표했다. 대신 2나노 등 초미세 공정의 완성도를 높여 팹 가동률과 수익성을 높이겠다는 목표를 제시했다.

기술 초격차 전략을 강조해 온 삼성이 스스로 해당 전략을 내려놓기로 한 것은 시사하는 바가 크다. 첨단 공정 경쟁에만 몰두하다 보니 정작 중요한 상용화 시장에서 경쟁력을 높이는데 실패했다는 것을 스스로 시인한 셈이다.

사실상 삼성은 파운드리 경쟁자인 TSMC와의 격차가 큰 폭으로 벌어지자, 차세대 공정인 1.4nm 개발에서 한발 물러서는 대신 2nm, 3nm 공정에 집중해 수율을 개선하는 데 방점을 찍었다. 이를 토대로 전 세계　파운드리 시장 점유율을 확대하는 방향으로 전략을 수정한 것으로 보인다.

또한 삼성전자는 대규모 투자를 단행해 게이트올어라운드(GAA) 공정 기반 파운드리 리더십을 더욱 강화한다는 포부를 내비쳤다.

삼성은 지난 3월 ‘2026년 삼성전자 기업 가치 제고 계획’을 통해 올해 110조원 이상의 투자를 집행한다고 밝혔다. 삼성의 연간 투자 규모가 100조원을 상회하는 것은 이번이 처음이다. 해당 재원은 반도체 사업을 영위하고 있는 디바이스솔루션(DS) 부문에 집중될 것으로 알려졌다. 이는 삼성 파운드리의 선단 공정 기술을 고도화하고, 수율을 끌어 올리는 마중물이 될 전망이다.

[CEO스코어데일리 / 오창영 기자 / dongl@ceoscore.co.kr]