3나노 공정 누가 선점하나…삼성·TSMC 치열한 파운드리 경쟁

삼성전자 퀄컴 5G 칩 수주 5나노 공정 양산…TSMC도 시험생산 돌입

글로벌 파운드리(반도체 위탁생산) 시장 1위인 대만의 TSMC와 2위 삼성전자/뉴스1 © 뉴스1

(서울=뉴스1) 권구용 기자 = 삼성전자가 미국의 반도체·통신장비 업체인 퀄컴으로 5나노 공정의 5세대 이동통신(5G) 모뎀칩 생산을 수주한 가운데 글로벌 파운드리(반도체 위탁생산) 1,2위 업체인 TSMC와 삼성전자 간의 미세공정과 시장 점유율 경쟁이 한층 치열해질 전망이다.

파운드리 업계에서 7나노(㎚·1나노는 10억분의 1m) 이하 공정이 '유이'하게 가능한 두 업체가 5나노, 3나노 공정 개발에 나서면서 어떤 업체가 개발에 성공하고 주요 고객사의 물량을 수주할지 관심이 모인다.

로이터통신을 비롯한 외신은 18일(현지시간) 삼성전자가 스마트 기기를 5G 통신망을 연결하는 퀄컴의 'X60' 모뎀칩 일부를 제작할 것이라고 보도했다. 'X60'은 삼성의 최신 5나노 공정으로 제작된다. 파운드리 업계에선 주요 고객사를 확보하는 것이 관건인 만큼 글로벌 파운드리 매출 점유율 2위 업체인 삼성전자 입장에서는 희소식이다.

TSMC와 삼성전자 간의 '수주 경쟁', '기술 경쟁'의 시작은 2017년으로 거슬러 올라간다. 지난 2017년 5월 삼성전자는 시스템LSI 사업부에서 파운드리 사업을 분리해 별도 사업부로 독립시켰다.

이어 TSMC에 한발 앞서 7나노 극자외선(EUV) 공정을 도입하고, 2018년 2월 퀄컴의 5G 통신칩 생산 분야에서 협력하기로 했다. 같은해 12월에는 IBM의 고성능 중앙처리장치(CPU)를 7나노 EUV 공정으로 대량생산하는 계약도 수주했다. EUV 노광 기술을 적용한 7나노 공정은 2019년 업계 최초로 양산에 들어갔다.

2019년 4분기 글로벌 파운드리(반도체 위탁생산) 업체들의 매출과 시장점유율 추이(자료=트렌드포스) © 뉴스1

경쟁사들에 한발 앞선 기술 개발로 시장을 선점하는 삼성의 '초격차' 전략에 힘입어 2018년 상반기 기준 7.4%의 파운드리 시장 점유율 4위였던 삼성전자는 지난해 12월 기준 매출액 기준 점유율 17.8%를 기록하며 TSMC에 이은 2위 업체로 자리매김했다. TSMC는 점유율 52.7%로 1위를 굳건히 하고 있다.

7나노 EUV 공정에서부터 3나노 공정까지는 삼성전자가 TSMC에 한발 앞서 있는 모양새다. 삼성전자는 지난 '삼성 파운드리 포럼 2018' 세계 최초의 4차원 차세대 기술인 '게이트 올 어라운드(GAA)'를 활용한 3나노 공정까지 향후 로드맵을 제시한 바 있다.

지난달 2019년4분기 실적발표 컨퍼런스콜에서 삼성전자 관계자는 "5나노 EUV 공정 양산을 확대하고 4나노 공정 설계를 완성, 3나노 공정에서 GAA을 세계 최초로 적용할 것을 예상한다"고 밝혔다.

이에 맞서 TSMC도 업계 1위 자리를 굳건히 하기 위해 연구개발에 투자를 진행하고 있다. 지난해 상반기 부터 7나노 반도체에 생산에 EUV 공정을 도입한 TSMC는 현재 5나노 반도체 시험생산에 돌입한 것으로 알려졌다.

또한 TSMC는 오는 2022년까지 3나노, 2024년에는 2나노 공정으로 반도체 양산을 하겠다는 목표를 제시한 바 있다.

반도체 칩 제작 공정 중 회로가 미세할수록 노광(사진기와 같은 원리로 반도체 회로를 웨이퍼에 프린팅하는 과정) 기술이 핵심적이다.

양사 모두 3나노 초미세 공정에서 먼저 승기를 잡는 쪽이 향후 파운드리 수주 물량을 확보하는데 유리한 만큼 삼성전자가 최초 양산에 성공해 왕좌에 도전할지 TSMC가 선두를 굳건히 할지 귀추가 주목된다.
inubica@news1.kr

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