TSMC, 2나노 양산 속도 늦춰지나… 삼성전자 맹추격 예고

글로벌 파운드리 세계 1위 대만 TSMC의 2나노 양산이 당초 계획보다 늦춰질 수 있다는 분석이 꾸준히 제기되고 있다. 

16일 관련업계에 따르면 당초 2025년으로 예정됐던 바오산 신규 공장 건설 지연으로 TSMC의 2나노 양산에 차질이 빚어질 수 있을 것으로 관측된다. 

TSMC는 2025년 2나노 반도체 양산을 목표로 대만 북부의 신추 바오산, 중부의 타이중 중커, 남부의 가오슝 난지 등에 3개의 새로운 팹을 건설하고 있다. 바오산 팹 건설이 늦어지고 있는데는 수요 둔화와 고객 확보에 대한 불확실성이 겹친데 따른 것으로 분되고 있다. 이에 따라 양산 시기도 2026년까지 늦춰질 가능성이 나온다.

가오슝 팹도 2nm 공사를 병행하고 있지지만 바오산 팹 건설 둔화가 가오슝 팹 건설에도 영향을 미칠 수 있다는 관측이다. 

이와 함께 최근 TSMC의 3나노 공정이 초기 단계인 점도 양산 시기가 늦춰진 한 요인으로 거론된다. TSMC의 3나노가 아직 완성단계에 진입하지 못한 상황에서 2나노 양산으로 얻는 실익이 떨어질 수 있어서다. 

최근 아이폰15 시리즈에서 발생하는 발열 문제도 도마위에 오르면서 TSMC의 3나노 공정에 대한 기술 결함이 제기되고 있다.

아이폰15 프로 모델에서 고사양 게임 구동시 제품 발열이 심해지는 문제가 발생했다. 30분 이상 게임을 작동할 경우 제품 온도가 최대 48도까지 오른다는 것이다. 업계에서는 발열의 원인으로 'A17' 칩을 지목하고 있다. 'A17'은 TSMC의 3나노미터(nm) 공정으로 생산됐는데 성능 문제가 발열의 원인일 가능성이 제기된다. 

이에 따라 글로벌 파운드리 시장에서 TSMC를 쫒고 있는 삼성전자 입장에서는 추격의 발판으로 작용할지 이목이 집중되는 상황이다.  

특히 TSMC는 2나노부터 GAA(게이트올어라운드)기술을 적용한다고 언급한 바 있는데, 3나노부터 이 기술을 도입하고 있는 삼성전자에 기술 선두 자리를 내줄 수 있다.

삼성전자는 지난해 6월 GAA 기반의 3나노 양산에 성공했다. 이는 TSMC 보다 앞서 이뤄낸 것으로 기술 격차를 줄이는 계기를 마련했다. 

GAA는 트랜지스터의 게이트와 채널이 닿는 면을 4개로 늘린 차세대 기술이다. 기존 핀펫(FinFET) 구조보다 1면을 늘려 전력 효율을 높이는 방식으로 전류의 흐름을 조절하는 트랜지스터는 게이트와 채널의 접촉면이 많을수록 전류 흐름을 세밀하게 제어할 수 있다.

GAA 기술을 적용한 삼성전자의 3나노 반도체는 5나노 제품보다 칩 면적을 약 35% 이상 줄일 수 있고 여기에 소비전력을 50% 감소시키면서 성능(처리속도)은 약 30% 향상시킬 수 있다.

삼성전자는 초미세 공정 기술을 통해 TSMC를 뛰어넘겠다는 전략이다.

경계현 삼성전자 DS(반도체)부문장은 올해 한국과학기술원(KAIST) 강연에서 "전체 파운드리 경쟁력이 TSMC가 삼성전자 대비 1~2년 앞서 있다"며 "하지만 2나노로 들어오면 앞설 수 있다"고 밝혔다.