‘파운드리 왕좌 전쟁’ 뛰는 TSMC에 삼성전자 기술 격차로 반격

TSMC, 애플의 지원에 힘입어 최대 실적 기록
삼성, 지난 4월 최초 7나노 EUV 공정 제품 양산
미세공정 기술 개발에 따라 업체 간 지각변동 예상

대만 TSMC와 삼성전자가 파운드리(반도체 위탁생산) 주도권을 놓고 치열한 경쟁을 벌이고 있다. TSMC가 최대 실적으로 시장 영향력을 확대하자 삼성전자가 미세공정 강화로 반격에 나섰다.

16일 업계에 따르면 TSMC는 최근 3분기 매출 약 11조5000억원(2930억5000만 대만달러)을 기록하며 분기 사상 최대 실적을 거뒀다. TSMC의 최대 고객인 애플이 아이폰11 등을 출시한 데 따른 효과로, 스마트폰 시장을 놓고 삼성전자와 경쟁하는 애플이 견제 차원에서 TSMC에 일감을 몰아줬다는 뒷말도 나온다.

당초 시장조사업체 트렌드포스는 TSMC의 3분기 파운드리 매출이 11조1000억원대를 기록할 것으로 전망하면서 TSMC의 시장점유율을 50.5%로, 2위인 삼성전자는 매출 약 4조5000억원으로 18.5%를 차지할 것으로 예상했다. 그러나 이번 실적 발표로 TSMC의 벽이 여전히 높다는 사실이 드러났다.

삼성전자가 TSMC 추격에 사활을 거는 이유는 삼성전자의 시스템 반도체(비메모리 반도체) 비중 확대에 있어서 최적의 길이 파운드리 시장에 있기 때문이다. 삼성전자의 경우 업황에 따라 변동이 심한 메모리 반도체 사업 위주여서 성장성 제고를 위해서는 시스템 반도체 부문을 강화해야 할 필요성이 높다.

삼성전자가 파운드리 시장 제패를 위해 꺼내든 ‘카드’는 차세대 미세공정 기술 확보다. 삼성전자는 최근 세계 1위 반도체 장비회사인 네덜란드 ASML에 3조원 규모의 최신 극자외선(EUV) 노광장비 15대를 구매하겠다는 뜻을 밝힌 것으로 알려졌다. 이는 ASML의 올해 총 출하량의 절반으로 삼성 측이 대규모 시설 투자에 나선 것으로 해석된다.

EUV는 반도체 노광(웨이퍼에 회로를 그려넣는 작업) 공정에 사용되는 전자기파다. 기존 공정기술에 활용되는 불화아르곤(ArF) 광원보다 더욱 세밀하게 회로를 그림으로써 반도체 칩을 더 작게 만들고 생산성도 높일 수 있다. 다기능·고성능 스마트폰의 발달로 발열 해소와 전력 소모 감소는 반도체업계의 과제로 떠올랐다. 이런 문제 해결을 위해 EUV 공정 같은 차세대 기술이 등장한 것이다.

파운드리 시장에서 차세대 공정의 등장은 업체 간 순위의 지각변동을 의미한다. 일반적으로 반도체 설계전문 업체들은 파운드리 업체가 보유한 공정 기술과 지식재산권을 감안해 설계에 들어간다. 한번 계약을 맺은 파운드리 업체와 계속 거래가 유지되는 편이다. 그러나 차세대 공정 제품에선 다시 업체 선정이 시작된다.

이미 EUV 공정에서 삼성전자는 선두주자다. 삼성전자는 지난 4월 세계 최초로 7나노미터(㎚, 1억분의 1m) EUV 제품 양산에 성공했다. TSMC도 7나노 EUV 제품 양산에는 성공하지 못했다. 당시 이재용 삼성전자 부회장이 “133조원을 투자해 2030년까지 시스템 반도체(비메모리 반도체) 시장 1위를 달성하겠다”는 목표를 밝힌 것도 이런 자신감 때문으로 풀이된다.

삼성전자는 7나노 EUV 제품에 이어 2021년까지 3나노 EUV 제품을 양산하는 것이 목표다. 이를 위해 삼성은 파운드리업계에선 유일하게 GAA(회로의 모든 면이 전류를 제어하는 게이트에 접촉)기술을 3나노에 적용할 예정이다.

업계 관계자는 “3나노 계획마저 성공하게 된다면 파운드리 업체로 삼성전자의 위상은 지금과 다른 수준이 될 것”이라며 “고성능 반도체를 원하는 고객사들은 TSMC 대신 삼성전자를 선택할 것”이라고 말했다.