삼성전자·TSMC, 초미세공정 개발 박차…주도권 누가

[아이뉴스24 서민지 기자] 글로벌 파운드리 시장의 성장세가 이어질 것으로 예상되는 가운데 올해도 삼성전자와 TSMC의 경쟁이 치열하게 전개될 전망이다. 특히 미래 시장 선점을 위한 초미세공정 개발에 더욱 박차를 가할 것으로 보인다.

6일 트렌드포스에 따르면 올해 파운드리 시장 규모는 전년 대비 6%가량 증가한 897억 달러(약 97조5천억 원)를 기록할 것으로 예상된다. 스마트폰, 서버, 노트북, TV 자동차 시장이 2~9% 성장함에 따라 부품 수요가 증가할 것이라는 관측이다.

TSMC와 삼성전자의 격차는 쉽게 좁혀지지 않을 것으로 보인다. TSMC는 지난해에 이어 올해 54%의 점유율을 유지할 것으로 예상된다. 삼성전자는 지난해 17%에서 올해 1%포인트 소폭 오른 18%를 기록할 전망이다.

다만 10나노 이하의 선단공정에서는 격차가 크지 않다. 올해 TSMC와 삼성전자의 선단공정 파운드리 시장 점유율은 각각 60%, 40%로 관측된다.

이에 따라 초미세공정을 둘러싼 삼성전자와 TSMC의 경쟁은 더욱 치열해질 것으로 보인다. 미세공정이 가능한 기업은 삼성전자, TSMC뿐인 데다 중국 SMIC가 미국 제재로 인해 진입이 어려워진 상태다.

삼성전자와 TSMC는 2022년까지 5나노 공정 생산능력 확대에 집중할 전망이다. 현재 삼성전자는 퀄컴·엔비디아로부터, TSMC는 애플·AMD·미디어텍으로부터 5~7나노 제품 주문을 받은 데다 2022년 고성능 컴퓨팅(HPC) 관련 주문이 대폭 늘어날 것으로 예상돼서다.

3나노 공정 상용화를 위해서도 개발에 속도를 낼 방침이다. 삼성전자와 TSMC는 모두 2022년에 3나노급 반도체 양산에 들어갈 계획이다.

양사가 다른 기술을 적용하는 만큼 3나노급에서 기술력 차이를 보일 가능성이 높다. 삼성전자는 3나노급 공정에 게이트올어라운드(GAA)를 도입하는 반면 TSMC는 기존 '핀펫' 기술을 사용한다.

GAA는 차세대 트랜지스터 구조로, 채널 4면 모두를 게이트가 감싸 더욱 세밀하게 전류의 흐름을 제어할 수 있는 게 특징이다. 핀펫의 경우 3면만 게이트로 쓰는 방식이다. 다만 GAA는 처음 적용되는 공정인 데다 구조가 매우 복잡하고 공정 난이도가 높아 수율을 안정화하는 데 시간이 걸릴 수 있다.

이에 따라 초미세공정 기술 확보에 따라 시장의 판도가 바뀔 수 있다는 게 업계의 분석이다.

송명섭 하이투자증권 연구원은 "삼성전자가 TSMC와의 격차를 좁히기 위해서는 3나노급에서 GAA 등 신기술의 성공으로 TSMC를 넘어서는 퍼포먼스와 수율을 보여줘야 한다"면서 "또 뒤처져있는 후공정 부문의 경쟁력을 확보할 필요가 있다"고 진단했다.

최영산 이베스트투자증권 연구원은 "삼성전자의 파운드리 점유율이 결코 낮지 않고, 다른 파운드리 업체들의 10나노 이하 공정 진입이 매우 어려운 상황"이라며 "이러한 점을 비춰볼 때 2~3년 뒤 삼성전자의 파운드리 전체 시장 점유율은 30~40% 수준까지 충분히 상승 가능하다고 판단된다"고 말했다.