삼성-TSMC, 반도체 미래 왕좌 걸린 '2나노 주도권' 놓고 진검승부

글로벌 반도체 기업들간 2나노 공정 파운드리 패권 경쟁이 뜨겁다.

2일 관련 업계에 따르면 삼성전자는 최근 2나노 AI(인공지능) 가속기 과제를 수주했다. 삼성전자가 2나노 공정 사실을 발표한 것은 처음이다. 삼성전자는 올해 AI 가속기 등 2나노 공정에서 고성장 응용처 수주를 확대하겠다는 계획이다.

2나노 공정은 파운드리 1위 TSMC의 아성을 무너뜨릴 수 있는 게임 체인저로 꼽힌다. 삼성전자가 2022년 6월부터 GAA(게이트올어라운드)를 적용한 3나노 공정을 세계 최초로 시작했는데 해당 기술은 파운드리 제조 공정 중 가장 앞선 기술이다. 

TSMC가 사용하고 있는 핀펫 방식은 전력을 통제하는 접촉면이 앞·뒤·위 등 총 3면이지만, GAA는 아랫면까지 활용하는 4차원 방식으로 데이터 처리속도와 전력효율을 높여 핀펫을 넘어선 차세대 기술이다.

TSMC는 2나노 공정부터 GAA 기술을 적용할 방침인데, 삼성이 선제적으로 3나노 공정에 GAA를 도입하면서 첨단 공정 초기 수율을 개선하는 데 유리할 것이라는 전망이다. 

새로운 기술을 상용화하기까지 상당한 시간과 비용이 소요되기 때문에 삼성이 비교적 빠른 속도로 수율을 안정화시킬 수 있다는 것이다. 수율을 개선하면 원가는 줄어드는 반면 생산량은 늘어나면서 납품 물량과 가격 측면에서 경쟁력을 가질 수 있다.

TSMC도 대만 소재 공장에 이르면 오는 4월 2나노 관련 장비를 들여올 예정이다. 2025년부터 GAA 기술을 적용한 2나노를 양산한다는 계획이다.

TSMC는 지난달 18일 컨퍼런스콜에서 올해 설비 투자 규모는 280억~320억 달러(37조~43조원)이며 이 중 첨단 프로세스에 대부분(70~80%)이 투입된다고 밝혔다. 이는 지난해(304억 달러)와 비슷한 규모로 2나노 공정을 위한 투자가 예상된다.

TSMC는 2나노 고객으로 애플과 엔비디아, 인텔 등 글로벌 빅테크 기업을 이미 확보했다. 첫 2나노 고객은 애플로 2025년 출시될 아이폰17의 모바일 AP(어플리케이션 프로세서)에 적용될 것으로 보인다. 

업계 관계자는 "TSMC가 파운드리의 압도적 시장 점유율 1위를 기록하고 있고 고객 확보 측면에서도 발 빠르게 움직이고 있다"면서 "삼성전자가 앞선 기술을 빠르게 상용화하는 데 성공한다면 판도에 변수가 생길 수 있다"고 전망했다.