삼성, 2020년 파운드리 '3나노' 상용화… 세계 1위 대만 TSMC의 독식 깨뜨린다

메모리 성공공식 다시 한번

R&D에 기업 역량 총집중
단기간에 기술 주도권 장악

삼성 "대만 TSMC 보다
3나노 공정 1년 앞서 적용"

삼성전자가 3나노미터(㎚·1㎚는 10억 분의 1m) 미세공정 기술을 적용한 시스템 반도체의 위탁생산을 2020년부터 시작한다. 파운드리 업계 1위인 대만 TSMC보다 1년 정도 빠른 행보다. 삼성전자가 메모리 반도체 성공 공식을 파운드리 분야에 똑같이 적용하고 있다는 해석이 나온다. 단기간에 연구개발(R&D)에 기업의 역량을 집중, 시장의 기술 헤게모니를 거머쥐는 전략이다.

◆TSMC의 대항마로 부상한 삼성

삼성전자는 22일(현지시간) 미국 캘리포니아주 샌타클래라 메리어트호텔에서 ‘삼성 파운드리 포럼 2018’을 열고 차세대 전략 상품의 상용화 스케줄을 발표했다. 극자외선(EUV) 노광 장비를 활용한 7나노 공정은 올해 제품 생산이 가능하다고 설명했다. TSMC에 이어 업계에서 두 번째다. 삼성전자가 제시한 4~5나노 공정의 상용화 시점은 2019년이었다. TSMC와 엇비슷한 시점에 제품 생산이 가능할 것이란 예측이다. ‘세계 최초’ 타이틀을 가져오는 시점은 2020년, 3나노 공정부터로 예상했다.

정은승 삼성전자 파운드리사업부장(사장)은 “기술뿐 아니라 공정관리, 서비스에도 신경을 쓰고 있다”며 “이른 시일 내에 신뢰받는 파운드리 기업으로 거듭나는 게 삼성전자의 목표”라고 설명했다. 정 사장은 올해 파운드리 사업부의 목표로 ‘매출 100억달러’ ‘시장 점유율 2위’를 제시했다.

지금까지 삼성전자는 파운드리 업계에서 크게 주목받지 못했다. 지난해 파운드리 매출은 46억달러로 TSMC(361억달러)의 8분의 1 수준에 불과하다. 시장 점유율 역시 6.7%로 업계 4위에 그치고 있다. 하지만 미세공정 기술이 발전하면서 선두업체들과의 격차가 빠르게 줄고 있다는 게 업계의 평가다. 7나노 공정을 기점으로 신기술 개발에 소요되는 투자 금액이 급증하고 R&D 인력 수요도 크게 늘기 때문이다. 업계에서 TSMC의 대항마 1순위로 삼성전자를 꼽는 이유다. 삼성전자도 파운드리 사업부에 힘을 싣는 분위기다. 지난해 5월 시스템LSI(비메모리) 사업부에 있던 파운드리를 떼어내 사업부로 격상시켰고 관련 인력을 공격적으로 충원하고 있다.

◆AI 기기 늘면서 수요 급증

업계에서는 삼성전자의 3나노 제품이 본격적으로 쏟아지는 2021년부터는 파운드리 업계 최대 고객인 애플과 퀄컴의 물량 대부분을 TSMC가 독식하는 구도가 깨질 것으로 보고 있다. 반도체 성능에서 밀리면 완제품의 경쟁력도 떨어진다는 점을 감안할 수밖에 없다는 논리다. 미세공정을 통해 제작된 반도체는 전력 소모량이 적고 반응 속도도 빠르다. 원가 경쟁력 면에서도 우위에 설 수 있다. 한 번에 많은 반도체를 찍어낼 수 있기 때문이다.

파운드리 업계는 중장기적인 시장 전망도 밝게 내다보고 있다. 인공지능(AI) 기기가 늘어나면서 시스템 반도체 수요가 급증하고 있어서다. 특히 선두권 업체들이 수혜를 볼 것으로 예측된다. 정보기술(IT) 업계를 이끌고 있는 구글, 아마존, 페이스북 등이 새로운 기기를 선보일 때마다 필요한 맞춤형 반도체를 문제없이 생산할 수 있는 업체는 삼성전자와 TSMC 등 일부 상위권 업체뿐이라는 분석이다. 업계에선 지난해 623억1000만달러였던 파운드리 시장 규모가 2020년 800억달러 선으로 늘어날 것으로 보고 있다.

■ 파운드리(foundry)

생산라인 없이 반도체 설계만 하는 팹리스(fabless) 업체로부터 도면을 받아 완제품을 생산해주는 사업. 다품종 소량 생산이 필요한 시스템 반도체가 주력 상품이다.

샌타클래라=송형석 특파원 click@hankyung.com