3나노 열세 삼성전자... 갤럭시 칩 수율 사활

TSMC, 엔비디아 등 수요 독식
2026년까지 공급 물량 '완판'
삼성은 최초 양산하고도 고전
차기 스마트폰 제품에 집중키로

인공지능(AI)발 빅뱅으로 폭증한 글로벌 빅테크들의 3나노미터(1㎚=10억분의 1m) 파운드리(반도체 위탁생산) 공정제품 수요를 대만 TSMC가 사실상 독식하고 있다. TSMC는 2026년까지 3나노 공급물량이 '완판'된 것으로 파악됐다.

엔비디아 등 주요 빅테크들의 'TSMC 쏠림현상'을 3나노 공정 최초 양산으로 뒤집으려던 삼성전자의 전략에도 먹구름이 드리웠다. 이 때문에 삼성전자는 차기 갤럭시 제품에 탑재할 3나노칩의 수율(양품 비율) 개선을 파운드리사업부의 최우선 과제로 정했다.

■없어서 못 파는 TSMC 3나노

11일 외신과 반도체업계에 따르면 애플, 퀄컴, 엔비디아, AMD 등 글로벌 팹리스(반도체 설계기업)들이 앞다퉈 TSMC의 3나노 물량을 대거 확보하면서 2026년까지 'TSMC 3나노 품귀현상'이 이어질 전망이다. 인텔의 중앙처리장치(CPU) 신제품도 TSMC 3나노 채택이 유력해지면서 4대 팹리스의 TSMC 3나노 확보 경쟁은 더욱 치열해질 것으로 예상된다.

대만 연합보는 반도체업계 관계자의 말을 빌려 "TSMC는 지난해 대비 3나노 생산능력(캐파)을 3배 증설했지만 여전히 부족한 상황"이라면서 "TSMC는 향후 2년간 안정적인 생산 및 공급을 위해 일부 5나노 설비를 전환시켜 3나노 생산을 지원할 것"이라고 보도했다.

이 같은 TSMC 3나노 품귀현상의 배경엔 AI서버를 비롯한 AI발 수요 확대와 애플의 차기 아이폰 출시가 있다. 특히 애플은 이르면 오는 9월 AI 기능을 갖춘 첫 아이폰인 아이폰16 시리즈를 선보일 예정이다. 아이폰16도 전작과 마찬가지로 TSMC가 독점하면서 애플은 TSMC 3나노의 최대 매출처로 떠올랐다.

업계에서는 삼성전자에 비해 3나노 공정 양산이 6개월 뒤처지면서 한때 위기감이 돌던 TSMC가 삼성·인텔에 확실한 승기를 잡았다는 평가가 나온다. 웨이저자 TSMC 신임 회장은 지난 4일 주주총회에서 3나노 가격 인상 카드를 제시하며 "TSMC는 경쟁자가 없다"고 자신했다.

■삼성전자, 갤럭시용 수율개선 특명

2022년 6월 3나노 공정 세계 최초 양산에 성공하며 역전극을 기대한 삼성전자는 수율개선을 최우선 과제로 추진 중이다. 삼성전자 파운드리사업부 직원 A씨는 "팀 전체가 3나노 수율 확보에 사활을 걸었다"면서 "그날 수율에 따라 사무실의 공기가 바뀔 정도로 예민한 상태"라고 전했다.

특히 삼성전자는 3나노 제품을 탑재한 갤럭시 제품에 승부를 걸겠다는 분위기다.

오는 7월 출시 예정인 갤럭시워치7 시리즈에는 3나노 칩인 '엑시노스 W1000(코드명 사파이어)'가 탑재될 예정이다. 올 하반기에는 갤럭시S25 시리즈용 3나노 애플리케이션프로세서(AP) 엑시노스 2500 칩을 양산할 계획이다.

업계 관계자는 "빅테크들도 TSMC 쏠림현상이 불안하지만 삼성 파운드리의 수율과 신뢰성에 대한 의구심이 해소돼야 공급망의 변화가 있을 것"이라고 말했다.

[e-mail] 김준석 기자