'2나노' 이하 치고 나가는 ‘TSMC’…격차 더 벌리나 [ET의 칩스토리]

TSMC, 가오슝 2나노 전초기지 확장
바오산 팹 일부 1.4나노 변경 추진

▲대만 남부 가오슝의 TSMC 2나노 공장 확장 행사 현장 (자료출처=트렌드포스)

글로벌 기술 패권 경쟁 속 반도체의 가치는 ‘핵무기’와 동급으로 불립니다. 국가 안보 핵심 자산이자 국력과 직결된 전략 산업이죠. 첨단 반도체 기술의 지배력은 글로벌 기술 패권과 군사 안보의 핵심으로 통합니다. 미국과 중국이 자국의 반도체 산업을 전폭적으로 지원하는 배경으로도 꼽히죠. 이렇듯 중요한 반도체는 명실상부한 한국 대표 수출 산업입니다. 삼성전자와 SK하이닉스는 글로벌 간판 반도체 기업으로 기술 경쟁에서 뒤쳐지지 않기 위해 막대한 투자를 쏟아붓고 있습니다. 본지는 ‘ET의 칩스토리’ 코너를 통해 반도체 기술 트렌드와 업계 동향을 심층 분석하고, 시장의 흐름을 조명할 예정입니다. 빠르게 변화하는 반도체 시장의 핵심 이슈를 짚어보며, 독자 여러분께 유익한 인사이트를 제공해 드리겠습니다.

글로벌 파운드리 선두주자인 대만 TSMC가 발 빠르게 2나노미터(㎚·1㎚=10억분의 1m) 이하 선단 공정 전환을 추진하고 있다. 올해 본격적으로 개화하는 2나노 시장은 후발주자인 삼성전자에게도 결코 놓쳐서는 안될 승부처로 꼽힌다. 삼성전자 역시 안정적인 수율을 확보해 추격의 발판을 마련하는 데 집중할 것으로 보인다.

1일 업계에 따르면 TSMC는 지난달 31일 대만 가오슝 22팹 공장에서 2나노 공장 확장 행사를 개최했다.

TSMC는 향후 가오슝 공장을 2나노 공정의 전초기지로 활용할 것으로 보인다. 1~3공장(P1~3)은 2나노 제품을, 4공장(P4)과 5공장(P5)은 2나노의 개량형인 N2P, N2X, A16(1.6나노 공정) 제품을 생산할 것으로 알려졌다.

현재 고객사 예약을 받고 있으며, 하반기부터 신주과학단지 바오산 공장과 함께 본격적인 2나노 양산에 돌입한다. 미국 애플이 TSMC 2나노 공정의 첫 번째 고객이 될 것으로 보인다. TSMC는 2나노 공정에서 현재 60% 이상의 안정적인 수율(양품 비율)을 확보한 것으로 알려졌다. TSMC의 2나노 전체 생산능력은 올해 말 월 5만 장 이상에서 내년 말에는 12만~13만 장으로 대폭 성장할 전망이다.

TSMC는 빠른 2나노 공정 전환과 동시에 1.4나노 공정까지 선제적으로 투자해 선단 공정 시장 초격차를 유지하겠다는 목표다.

TSMC는 애초 2나노 공장으로 설치할 예정이었던 북부 신주과학단지 바오산 지역 20팹의 3공장(P3)과 4공장(P4)을 1.4나노 공정으로 전환했다. 현재 공급망 업체들에 1.4나노 공정에 필요한 설비를 준비하라고 통보한 것으로 알려졌다.

TSMC가 2나노 이하 선단 시장까지 선점하면 2위인 삼성전자와의 격차는 더 벌어질 수밖에 없다. 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 지난해 4분기 기준 삼성전자의 점유율은 8.1%로, 전 분기 대비 1%포인트(p) 하락했다. 반면 TSMC는 같은 기간 64.7%에서 67.1%로 늘리면서 삼성전자와의 격차를 더 벌렸다.

삼성전자 역시 올해 2나노 시장에 적극적으로 대응 중이다. 무엇보다 게이트올어라운드(GAA) 기술을 앞세워 안정적인 수율 확보에 매진하고 있다. GAA는 반도체를 구성하는 트랜지스터 게이트(전류가 드나드는 문)와 채널(전류가 흐르는 길)이 닿는 면을 4개로 늘린 공정 기술이다. 닿는 면이 3개였던 핀펫(FinFET) 공정 대비 데이터 처리 속도가 빠르고, 전력 효율이 높다. 삼성전자는 2022년 6월 세계최초로 GAA를 3나노 공정에 도입했지만, 여전히 수율 확보에 난항을 겪고 있는 것으로 알려졌다.

삼성전자는 2나노 공정을 통해 내년 갤럭시S26 시리즈에 탑재되는 모바일 애플리케이션 프로세서(AP) ‘엑시노스 2600’을 생산하겠다는 목표다.

한진만 삼성전자 파운드리사업부장 사장은 지난달 열린 정기 주주총회에서 “GAA 3나노 및 2나노 공정 등 선단 노드 수율을 빨리 높여 수익성을 최단기간 확보하는 게 올해 가장 큰 목표”라고 강조한 바 있다.