올해 하반기 3나노 이어 2025년 2나노 도입美-日-대만 파운드리 공격 투자로 케파 확대삼성전자, 3나노 선제 기술로 추격 발판 마련
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    글로벌 파운드리 1위 대만의 TSMC가 투자 확대와 함께 기술 확보에 속도를 더하며 경쟁사들과 격차를 더욱 벌리는 모습이다.

    22일 관련업계에 따르면 TSMC는 지난 16일(현지시간) 미국 산타클라라에서 ‘2022 북미 기술 심포지엄’을 개최하고 2022년 하반기 3나노미터(nm·10억분의 1m) 및 2025년 2나노 공정 도입에 대한 계획을 발표했다. 

    2나노 공정은 오는 2025년부터 시작할 예정이다. 3nm 제품보다 같은 전력에서는 10~15%의 속도 향상, 같은 속도에서는 25~30%의 전력 사용량을 줄일 수 있는 것이 특징이다. 

    현재 TSMC는 타이난(台南) 과학기술단지에서 5나노·3나노 웨이퍼 공장을 신설하고 있고, 신주 과학기술단지에서 2나노 웨이퍼 공장과 웨이퍼 연구·개발 공장을 건설하고 있다.

    또 120억 달러(약 13조)를 투자한 미국 애리조나주 공장의 건설 공사가 진행 중이며, 계획대로 2024년부터 5나노 칩 양산에 돌입할 예정이다. 

    TSMC의 올해 설비투자 예산은 400억∼440억달러(약 51조∼56조원)의 규모다. TSMC는 미국 애리조나주에 120억달러(약 15조원)를 투자해 반도체 공장을 건설하고 있으며, 일본 정부의 보조금과 소니 그룹의 투자를 확보해 일본 구마모토현에도 새 반도체 공장을 세우고 있다.

    여기에 싱가포르에 수십억달러 규모의 새로운 반도체 공장 건설을 추진하고 있다는 관측도 제기되고 있다. 반도체 공급난 해소를 위한 것으로 자동차와 스마트폰 등에 널리 사용되는 7∼28나노미터(㎚) 공정이 들어설 것으로 예상되고 있다. 

    TSMC가 공격적으로 사업을 전개하면서 글로벌 시장에서 입지도 더욱 굳히는 모양새다. 

    TSMC의 1분기 매출은 175억2900만 달러로 전분기 대비 11.3%나 증가했으며 시장 점유율도 52.1%에서 53.6%로 확대됐다. 

    뒤를 이어 삼성전자가 53억2800만 달러의 매출을 올리며 2위를 나타냈다. 시장 점유율은 18.3%에서 2%포인트 낮아지며 TSMC와 격차도 다시 벌어졌다. 

    뒤를 이어 ▲UMC(6.9%) ▲글로벌파운드리(5.9%) ▲SMIC(5.6%) ▲화홍그룹(3.2%) ▲PSMC(2.0%) ▲VIS(1.5%) ▲넥스칩(1.4%) ▲Tower(1.2%) 순으로 조사됐다. 

    삼성전자의 경우 올해 GAA(Gate-All-Around·게이트올어라운드) 기반의 3나노 양산에 나설 것으로 관측되는 만큼 TSMC와 격차를 좁힐 수 있을지 관심이 모아진다.

    특히 삼성전자는 3나노부터 GAA 기술을 도입할 예정으로 기술 선점에 나선다는 전략이다. 또한 2023년에는 3나노 2세대, 2025년에는 GAA 기반 2나노 공정 양산을 계획하고 있다. 

    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.