삼성 ‘초미세공정’ 질주에…‘파운드리 투톱’ 경쟁 본격화

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5나노공정 발표에 놀란 TSMC
부랴부랴 6나노공정 개발 발표

삼성, 2년만에 점유율 19% 확보
매서운 기세로 글로벌 1위 추격

삼성전자가 초미세공정 경쟁에 불을 붙이면서 ‘파운드리(반도체 위탁생산) 투톱’의 기술 다툼이 본격화하고 있다. 지난 2017년 4월 파운드리 사업부를 출범시킨 후발주자 삼성전자는 2년 만에 초격차 전략을 앞세워 글로벌 1위 대만업체 TSMC와의 격차를 빠르게 좁혀가며 양강 구도를 구축해가고 있다.

18일 주요 외신에 따르면 TSMC는 지난 17일 극자외선 노광장비(EUV)에 기반한 6나노(1나노는 10억 분의 1m) 공정 개발에 성공했다고 했다고 밝혔다. 6나노 공정 시험생산은 2020년 1분기 시작될 것으로 알려졌다. 앞서 TSMC는 5나노 공정 설계 플랫폼도 완료했다고 발표한 바 있다.

업계는 TSMC가 며칠 간격을 두고 5·6나노 공정 로드맵을 서둘러 공개한 배경에는 삼성전자의 5나노 공정 개발 ‘깜짝 발표’가 주효했다고 보고 있다. 삼성전자는 지난 16일 5나노 공정을 개발했다고 발표했는데 이는 지난해 10월 7나노 공정을 개발했다고 밝힌 지 6개월여 만이다. 이달 중에는 EUV에 기반한 7나노 공정 제품도 세계 최초로 출하한다. 삼성전자는 내년부터 5·6·7나노 공정에 EUV를 적용해 제품을 양산한다. 또 내년‘GAA 트랜지스터 구조’를 적용한 3나노 공정 기술도 확보할 계획이다. 이는 현재 사용되는 핀펫 구조보다 한 차원 더 정밀한 미세공정에 진입하는 최첨단 기술이다.

양사가 사활을 걸고 있는 미세공정은 시장 선점을 위한 전제 조건이다. 파운드리 공정은 미세화될수록 크기는 작아지고 성능 좋은 시스템 반도체를 만들 수 있다. 특히 7나노 이하 공정에서는 반도체 회로를 세밀하게 그릴 수 있고 공정 단계도 줄일 수 있는 EUV가 필수 장비로 꼽힌다. 삼성전자는 대당 가격이 2000억~3000억 원 수준인 EUV를 공정에 대거 도입했다. TSMC는 아직 10나노 공정에 썼던 기존 장비를 쓰고 있다. 삼성전자는 경기 화성에 짓고 있는 EUV 전용 생산 라인을 내년부터 본격 가동한다.

삼성전자는 매서운 기세로 파운드리 시장을 장악해가고 있다. TSMC가 지난 몇 년 간 독보적으로 유지했던 50%대 점유율도 균열 조짐을 보인다. 시장조사기관 트렌드포스에 따르면 올 1분기 TSMC와 삼성전자의 파운드리 시장 점유율은 각각 48.1%, 19.1%다. 업계 관계자는 “최근 미세공정 경쟁에서 삼성전자가 TSMC와 어깨를 견줄 정도로 기술력을 확보해 시장 지배력을 다진 것으로 보인다”며 “시장 점유율은 아직 두 배 가량 차이 나지만 결국 양강 구도로 귀결될 것”이라고 말했다.

권도경 기자 kwon@munhwa.com