TSMC 내년 양산 목표 장비 도입 나서삼성전자, GAA 기술 적용 통해 반전 정조준양강구도 속 '인텔' 뛰어들기… '미세공정' 경쟁 치열
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    글로벌 파운드리 시장에서 3나노 기술경쟁이 본격화되고 있다. 최첨단 기술력을 먼저 확보하는 것이 시장 주도권 확보로 이어지는 만큼 한층 치열해질 전망이다. 

    23일 관련업계에 따르면 글로벌 파운드리 1위 TSMC와 삼성전자에 이어 인텔까지 인텔까지 3㎚(나노미터·1㎚=10억분의 1ｍ) 양산 계획을 발표하면서 초미세공정 경쟁이 가속화되고 있다. 

    1㎚(나노미터)는 머리카락 굵기의 10만분의 1로 반도체 회로 선폭의 굵기를 말한다. 선폭을 얇게 만들어 같은 면적에 최대한 많은 회로를 그려 넣을 수 있는 기술력이 기업의 경쟁으로 직결된다. 현재 파운드리 시장은 대만의 TSMC가 55％로 점유율로 1위를 기록하고 있다. 뒤를 이어 삼성전자가(17％), UMC(7％), 글로벌파운드리스(5％) 순이다. 

    TSMC는 시장 지위를 유지하기 위해 기술력 확보를 위해 발빠른 움직임을 보이고 있다. TSMC가 내년 양산을 목표로 3나노 반도체 생산에 필요한 장비 설치에 돌입했다. TSMC는 작년 3월 약 28조8200억원을 투자해 공장 건설에 착수했으며 올해도 약 17조2560억원을 쏟으며 생산라인 구축에 속도를 내고 있다. 

    TSMC는 고객사도 상당수 확보한 상태다. 애플에 이어 AMD와 엔비디아 등이 TSMC 제품을 사용할 것으로 알려졌다. 

    삼성전자도 추격의 고삐를 바짝 죄고 있다. 삼성전자 역시 내년 3나노 양산을 예고한 상황이다. 삼성전자는 내년 3나노 1세대 공정 양산에 나선 이후 2023년에는 2세대를 선보인다는 계획이다. 

    특히 삼성전자는 3나노부터 미세화의 한계를 극복할 수 있는 차세대 기술인 'GAA(Gate-All-Around)'를 적용해 시장에서 우위를 점한다는 목표다. GAA는 칩에서 좀 더 세밀하게 전류를 조정할 수 있게해 높은 전력효율을 얻을 수 있도록 한 것이다.소비전력을 50% 감소시키면서 성능(처리속도)은 약 30% 향상시킬 수 있다. 

    TSMC의 경우 2나노부터 GAA를 적용할 예정으로 삼성전자는 차세대 공정 선도입을 통해 파운드리 시장에서 반전을 꾀할 것으로 보인다. 

    이와 함께 인텔도 파운드리 시장에 출사표를 내고 TSMC와 삼성전자에 도전장을 내밀었다. 현재 인텔의 최신 미세공정은 10나노지만, TSMC와 삼성전자는 현재 5나노 공정을 놓고 서로 경쟁하고 있다. 이에 인텔은 내년부터 EUV를 도입해 4나노에 진입하고 이후 2024년 하반기 2나노 제품 양산에 나선다는 포부다. 

    특히 인텔은 지난 3월 파운드리 사업 진출을 선언하며 22조원 규모의 투자를 예고한 데 이어 이달 2일에는 이스라엘에 100억 달러(약 11조 원) 규모의 반도체 공장 건설을 시작했다는 사실을 공개하며 대규모 투자에 나선바 있다. 

    이를 통해 인텔은 2025년까지 업계 선두 자리를 되찾는다는 방침이다. 펫 겔싱어 최고경영자(CEO)는 최근 진행한 기술 설명회에서 "이르면 2025년부터 사진을 인쇄하듯 실리콘에 칩 디자인을 투사하는 극자외선 석판을 사용하는 네덜란드 ASML의 차세대 장비를 도입할 계획"이라고 밝혔다.

    그러나 로이터 등 주요 외신들은 인텔이 7나노 이하의 미세첨단공정 파운드리 사업에 진출하는 것은 쉽지 않을 것으로 분석했다. 인텔은 직접 생산을 고수했으나 경쟁사인 AMD와의 기술격차 등으로 2023년부터는 외부 파운드리와 협력을 추진할 것으로 알려졌다.

    글로벌 반도체 시장 데이터를 제공하는 WSTS에 따르면 반도체 시장 규모는 올해 5270억 달러로 전년 대비 19.7% 증가할 것으로 예상됐다. 2022년에도 8.8% 성장이 점쳐졌다. 가장 큰 성장 요인은 메모리 분야(31.7%)이고, 센서 분야(22.4%), 아날로그 분야(21.7%)가 뒤를 이었다. 파운드리 시장은 시스템반도체의 위탁생산 확대, 팹리스 성장, 반도체 수요기업의 자체 칩 개발 추세 요인에 따라 수요가 증가할 것으로 전망됐다.