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3나노·AI칩… 삼성, 첨단 공정 기술력 확보 집중

파운드리 업계 최초 GAA 도입… 팹리스 ‘脫TSMC’땐 기회 될 수도


공고한 2등. 미국 인텔이 최근 반도체 파운드리(위탁 생산) 사업 본격화를 선언하면서 삼성전자는 세계 2위를 수성하기 위해 첨단 공정 경쟁력을 높이는 데 사활을 걸고 있다.

대만 TSMC와 삼성전자의 글로벌 시장 점유율은 지난해 기준 40%포인트 이상 격차가 난 상황이다. 격차의 주된 원인으로는 양사의 파운드리 업력 차이가 꼽힌다. 삼성전자는 2005년 시스템LSI 사업부에 파운드리 사업팀을 구성했고, 2017년 파운드리를 독자적 사업부로 분리했다. 반면 TSMC는 1987년 설립 이후 파운드리 사업에 주력해왔다. TSMC는 애플, 엔비디아, 퀄컴 등 주요 팹리스(반도체 설계)를 고객사로 두고 있다. 지난해 하반기 삼성전자 파운드리 사업 가동률 하락도 점유율 부진에 영향을 미친 것으로 보인다.

TSMC와 인텔 사이에 끼인 형국이 된 삼성전자는 첨단 공정 기술력 확보에 집중할 방침이다. 삼성전자는 2022년 세계 최초로 게이트올어라운드(GAA) 기술을 3나노(1나노는 10억분의 1미터) 공정에 도입했다. 삼성전자는 최근 실적발표에서 “3나노 및 2나노 GAA 기술을 적극적으로 개발 중”이라고 밝혔다. GAA는 반도체를 구성하는 트랜지스터에서 전류가 흐르는 채널 4개 면을 게이트가 둘러싼 구조다. 게이트가 채널 3개 면과 접촉한 기존 방식보다 누설되는 전류가 적다는 장점이 있다. 업계 관계자는 3일 “TSMC 등 경쟁사는 내년부터 GAA를 적용할 것으로 예상한다”고 말했다.

3나노 이하 초미세 공정은 차세대 파운드리 시장의 격전지가 될 전망이다. 시장조사업체 옴디아는 파운드리에서 3나노 이하 공정 매출이 지난해 73억9000만 달러(약 9조8000억원)에서 연평균 64.8% 성장, 2026년에는 330억7000만 달러(약 44조2000억원)에 이른다고 내다봤다. 3나노가 전체 파운드리 매출에서 차지하는 비중은 지난해 8%에서 2026년 24.4%까지 오를 전망이다.

2나노 공정은 인공지능(AI) 반도체 가속기 등이 새로운 응용처가 될 수 있다. 최근 삼성전자는 일본 AI 스타트업 프리퍼드네트웍스로부터 AI 가속기를 비롯한 2나노 공정 반도체를 수주한 것으로 알려졌다.

반도체 생산 시설이 없는 팹리스들이 TSMC에 대한 높은 의존도에 부담을 느끼는 점도 삼성전자에는 기회다. 지난달 29일 윤석열 대통령을 만난 마크 저커버그 메타 최고경영자(CEO)는 TSMC 의존 문제를 언급하고, 삼성전자와의 협력 강화를 시사한 것으로 알려졌다.

조민아 기자 minajo@kmib.co.kr

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