기술로 TSMC 꺾는다… 2030년 시스템반도체 1위 청신호

삼성전자가 '게임 체인저'로 평가받는 3나노미터(1㎚=10억분의 1m) 파운드리(반도체 위탁생산) 공정 기반 반도체 제품 양산을 시작하면서 글로벌 1위 업체인 대만 TSMC와의 대형 고객사 확보 경쟁에서 한발 앞서게 됐다. 이에 따라 오는 2030년 시스템반도체 1위를 탈환하겠다는 삼성전자의 목표 달성에도 청신호가 켜진 것으로 분석된다.

■2026년 고객사 300곳 이상 목표

25일 반도체업계에 따르면 삼성전자가 이날 파운드리 제품 출하식을 연 건 지난 2019년 4월 이후 3년3개월여 만이다.

당시 삼성전자는 세계 최초로 극자외선(EUV) 공정을 적용한 7나노 애플리케이션프로세서(AP) 출하식을 열었다. 5나노는 출하식을 열지 않았다.

3나노 출하식은 대형 고객사 수주물량을 두고 경쟁 중인 TSMC를 견제하기 위한 조치로 해석된다.

삼성전자 파운드리사업부는 삼성전자 시스템LSI사업부를 비롯해 퀄컴, 엔비디아 등을 주요 고객사로 두고 있다. 다만 4나노 수율관리 문제가 발생하며 핵심 고객사인 퀄컴의 스마트폰 AP인 '스냅드래곤 8 1세대' 물량 일부를 TSMC에 넘겨준 것으로 알려졌다. 삼성전자의 2021년 기준 파운드리 고객사는 100곳 이상으로, 2026년까지 300곳 이상 고객사를 확보할 계획이다.

삼성전자는 고객사 수주물량 확보를 위해 3나노 수율관리에 만전을 기울일 것으로 전망된다. 통상 파운드리 공정이 미세해질수록 수율관리 난도가 높아진다. 삼성전자는 수율을 빠르게 안정시키기 위해 이달 초 파운드리사업부 내 3나노 GAA 태스크포스(TF)를 신설했다.

삼성전자가 3나노 양산에 본격 돌입하면서 파운드리 지형도 크게 변화할 것으로 예상된다.

현재 전 세계 반도체 제조사 중 10나노 이하 양산공정을 갖춘 기업은 TSMC와 삼성전자가 유일하지만, 전체 파운드리 시장은 TSMC가 과반의 점유율을 확보하며 삼성전자를 크게 앞서고 있다. 하지만 10나노 미만으로 한정하면 TSMC와 삼성전자의 점유율 격차는 6대 4가량으로 좁혀진다. 삼성전자가 계획한 대로 3나노 이하 초미세공정 양산이 순조롭게 이뤄지면 TSMC를 단숨에 추격할 발판을 마련하게 된다.

시장조사기관 옴디아는 올해부터 3나노의 매출이 발생해 2024년 5나노 공정 매출을 넘어설 것으로 예측했다. 2025년까지 연평균 매출이 85% 증가할 것으로 내다봤다.

삼성전자는 3나노에서 기술 노하우를 쌓아 2023년부터 GAA 2세대 공정을 탑재할 계획이다. GAA 2세대는 5나노 핀펫 공정 대비 전력이 50% 절감되고, 성능은 30% 향상되며, 면적은 35% 축소된다. 2나노부터 바로 GAA를 적용하는 TSMC보다 기술적 안정성과 경쟁력을 확보해 2나노 양산 리스크를 줄인다는 구상이다.

■산업부 장관 "반도체 전폭 지원" 약속

정부가 최근 발표한 '반도체 초강대국 달성 전략'에 삼성전자가 보조를 맞추는 모양새가 되면서 향후 반도체 민관 협력이 한층 강화될 것으로 전망된다. 정부는 반도체 산업 육성을 총력 지원, 기업들이 5년간 340조원 이상 투자할 수 있게 기반을 조성키로 했다.

과감한 인프라 지원, 규제특례로 반도체 기업 투자를 적극 뒷받침하기로 했다. 반도체 단지는 용적률을 최대 1.4배(350%→490%)로 상향해 클린룸 개수는 평택캠퍼스가 12개에서 18개로, 용인클러스터는 9개에서 12개로 각각 확대키로 했다.

민관이 힘을 합쳐 10년간 '15만+α'명의 반도체 인력을 공급하고, 규제혁신과 재정지원으로 대학의 반도체 인력 양성도 강화한다.

아울러 차세대 시스템반도체 기술을 강화해 글로벌 시장점유율을 현재 3%에서 2030년 10%로 확대키로 했다.

이창양 산업통상자원부 장관은 이날 출하식에서 "정부도 지난주 발표한 '반도체 초강대국 달성 전략'을 바탕으로 민간투자, 인력양성, 기술개발, 소부장 생태계 구축을 전폭적으로 지원하겠다"며 "첨단 반도체에 대한 국내 수요가 중요한 만큼 미래 수요를 견인할 디스플레이·배터리·미래모빌리티·로봇·바이오 등 '반도체 플러스 산업'에 대한 경쟁력 강화방안을 순차적으로 수립해 이행하겠다"고 밝혔다.

[e-mail] 장민권 기자