파운드리 1위 TSMC '2나노 공장' 건설…삼성과 격차 벌린다

TSMC, 2나노 공장 용지취득 협상 절차
삼성전자, 2나노 공정 로드맵은 '아직'

파운드리(반도체 위탁생산) 글로벌 1위 기업인 대만 TSMC가 회로선폭이 2나노미터인 초고성능 반도체 생산용 공장 건설을 가시화했다.

26일 관련 업계와 외신 보도 등에 따르면 TSMC는 지난 25일 기술포럼에서 대만 신주(新竹) 지역에 2나노 공장을 짓기 위해 부지 확보(용지 취득) 관련 협상 절차를 밟고 있다고 밝혔다.

TSMC는 우선 2021년 신주 2나노 연구개발(R&D) 센터 운영을 시작한 뒤 인근 부지에 관련 생산라인을 구축한다는 계획이다. 센터는 총 8000여명의 연구원과 엔지니어를 수용하게 될 전망이며 2나노 기술에는 차세대 트랜지스터 구조인 'GAA(Gate-All-Around)'가 적용될 것으로 예상된다.

일본 니혼게이자이 신문은 TSMC 2나노 공장에 약 2조엔(한화 약 22조원)이 투입될 것이라고 관측했다. 예상 양산 시점은 2024년이다.

특히 대만 매체 디지타임즈에 따르면 TSMC는 현재 2나노와 관련해 한 대형 고객사와 협력하고 있는 것으로 알려져 개발에 속도가 붙을 전망이다.

나노는 반도체 회로 선폭을 의미하는 단위로 선폭이 좁을수록 소비전력이 감소하고 처리 속도가 빨라진다. 3나노 공정의 경우 5나노 공정 대비 칩 면접을 35% 이상 줄일 수 있고 소비전력은 50% 감소시키면서 성능은 30% 향상할 수 있다.

현재 실용화된 반도체 최첨단 제품의 회로선폭은 5나노미터다. 연내 출시 예정인 아이폰 신제품에 탑재될 예정이다.

고성능 칩에 대한 수요가 커지며 파운드리 미세 공정에서 가장 앞서나가는 삼성전자와 TSMC의 경쟁도 점점 격화되고 있다. 현재 파운드리 업계에서 7나노 이하 미세 공정 기술을 갖춘 기업은 삼성전자와 TSMC 단 2곳이다. 삼성전자는 올 2분기 5나노 생산을 시작했으며 4나노 공정은 현재 양산 준비 단계에 있다.

삼성전자, 평택에 EUV 파운드리 생산라인 구축 [사진=삼성전자 제공]

하지만 니혼게이자이는 반도체 개발에서 선두를 달리고 있는 TSMC가 2나노 제품 공장 계획을 구체화함으로써 경쟁사를 더욱 압도하고 있다고 평가했다.

TSMC는 2018년 7나노 제품 양산을 시작했으며 올해 들어 5나노 제품 양산에도 성공했다. 3나노 제품도 2022년 하반기 양산이 예정돼 있다. 업계에 따르면 삼성의 3나노 양산 시점은 TSMC와 같은 2022년으로 알려졌으나 2나노 공정 로드맵은 아직 발표하지 않았다.

한편 미국 인텔은 7나노급 반도체 출시가 2022~2023년까지 지연될 수 있다고 밝혀 고전하고 있다. 중국 정부가 지원하는 SMIC도 14나노 제품을 다루는 단계라 TSMC와 큰 기술 격차를 보이고 있다고 니혼게이자이는 전했다.

강경주 한경닷컴 기자 qurasoha@hankyung.com