파운드리 전쟁의 서막… 삼성전자, 1위 TSMC 잡는다

과감한 투자와 기술력으로 승부수… TSMC 투자 확대 및 인텔 가세 등 경쟁 치열

삼성전자가 21일 평택캠퍼스에 EUV(극자외선) 파운드리 생산 시설을 구축한다고 밝히면서 전 세계 파운드리 시장 경쟁이 더 뜨겁게 달아오르고 있다.

현재 파운드리 시장은 4차 산업혁명 시대를 주도하기 위한 전 세계 IT 공룡들이 맞붙고 있는 격전장이다.

최근 세계 파운드리 1위 대만 TSMC가 미국 애리조나에 2029년까지 120억 달러(약 15조 원)를 투자해 5나노 공정의 파운드리 공장을 짓겠다고 나섰고, 시스템반도체 1위 인텔도 파운드리 시장 진출을 저울질하는 중이다.

EUV 파운드리 라인을 앞세워 삼성전자는 1위 TSMC를 추격할 계획이다.

시장조사업체 트렌드포스에 따르면 삼성전자는 올해 1분기 글로벌 파운드리 시장에서 15.9%의 점유율로 2위를 기록했다. 지난해 4분기(17.8%)보다 다소 떨어지며 주춤했다.

1위 TSMC(점유율 54.1%)와 격차도 38.2%포인트에 달한다. TSMC는 애플 퀄컴 AMD 엔비디아 등 굵직한 회사들의 비메모리 반도체를 생산하고 있다.

삼성전자는 과감한 투자로 파운드리 매출과 점유율 늘리기에 힘 쏟고 있다. 삼성전자의 올 1분기 시스템반도체 부문 매출은 4조5000억 원으로 사상 최대를 기록했다. 반도체 부문 전체 매출에서 차지하는 비중(25.5%)도 처음으로 25%를 넘어섰다. 파운드리를 중심으로 시스템반도체에 대한 투자를 늘린 결과다.

평택캠퍼스 파운드리 생산시설 투자도 마찬가지다. 이번 투자는 작년 4월 발표한 ‘반도체 비전 2030’ 후속 조치 중 하나다. 반도체 비전 2030에는 133조 원을 투자해 2030년까지 시스템반도체 1위를 달성하겠다는 내용이 담겼다. 파운드리 사업은 시스템반도체 분야 중 핵심이다.

삼성전자는 비전 발표 이후 화성과 평택에 잇따라 투자를 단행하며 파운드리 사업 확대를 본격화하고 있다.

이에 따라 업계에서는 삼성전자가 세계 1위 파운드리 기업인 대만 TSMC를 추격하는 데 속도가 붙을 것이란 기대감을 보인다.

현재 7나노 이하 초미세 공정 기술을 보유하고 있는 파운드리 기업은 사실상 삼성전자와 대만 TSMC가 유일하다.

삼성전자는 지난해 4월 업계 최초로 EUV 공정을 적용한 7나노 제품을 출하했고 작년 하반기 6나노 제품 양산을 시작했다. 5나노 제품도 올 하반기 중 화성에서 먼저 양산될 계획이다.

삼성전자는 내년 말 평택 파운드리 라인이 본격 가동하면 미세 나노 제품 생산이 크게 늘어나며 삼성전자의 파운드리 사업이 한층 강화될 것으로 본다.

회사 측은 이를 위해 평택 파운드리 라인 구축에 9조~10조 원을 초기 투자하는 것으로 알려졌다. 이는 경기도 화성 EUV 전용 V1의 초기 투자금액(7조 원)보다 많다.

업계는 삼성과 TSMC의 5나노 공정 양산 시점이 같은 만큼 올해를 고객사 확보의 기회로 보기도 한다. 삼성전자 파운드리는 올해 들어 퀄컴 5G 모뎀칩 생산 계약을 따내는 등 구체적인 성과도 내고 있다.

삼성전자는 현재 5나노 공정보다 생산성이 더욱 극대화되는 3나노 공정을 개발 중이다. 여기에는 기존 구조와 다른 차세대 트랜지스터 구조인 ‘GAA(Gate-All-Around)’를 적용해 초미세 공정기술을 한 단계 높인다는 계획이다. 3나노 기반의 제품 생산은 2022년이 목표다.

다만 올해 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)으로 이달 미국에서 열릴 예정이던 삼성 파운드리 포럼이 취소되는 등 불확실성에 대응해야 하는 상황이다.

또 미국의 화웨이 제재로 파운드리 업계 4위인 중국 SMIC의 반사이익도 가시화하고 있어 점유율 확대가 더뎌질 것이라는 우려도 나온다.

이 밖에 삼성전자가 부품과 완제품 사업을 함께 진행한다는 점에서 경쟁사들보다 불리하다는 지적도 꾸준히 나오고 있다. 애플과 퀄컴 등 대형 고객사들이 기술 유출을 우려해 삼성전자 파운드리를 꺼릴 수 있다는 우려다.

이에 대해 삼성전자는 부품과 완제품 사업은 철저히 분리해서 진행하고 있어, 기술 유출 우려는 없다고 강조했다.