3㎚(나노미터·10억분의 1m) 반도체 제조 공정을 둘러싼 삼성전자와 TSMC의 주도권 경쟁이 점차 거세지고 있다. 양 사는 최근 글로벌 빅테크 업체들을 대상으로 치열한 마케팅 전쟁을 펼치면서 물량 확보에 사활을 거는 모습이다.
30일 반도체 업계에 따르면 TSMC는 26일(현지 시간) 미국 캘리포니아에서 ‘TSMC 기술 심포지엄’이라는 행사를 열고 첨단 파운드리(반도체 위탁 생산) 기술 개발 현황을 소개했다. 1600개 이상의 고객사와 협력사가 모인 이 행사에서 TSMC는 자사 3나노(N3) 파운드리 기술 로드맵을 중점적으로 설명했다.
TSMC는 지난해 12월 3나노 양산을 처음 발표한 뒤 제품군을 다양한 영역으로 나눠 고객사에 맞춤 대응을 진행하고 있다.
특히 차량용 반도체 제조만을 위한 3나노 솔루션인 ‘N3AE(오토 얼리)’가 눈에 띈다. 이 솔루션으로 올해부터 반도체 개발을 시작하면 까다로운 차량용 반도체 인증은 물론 자율주행 기능까지 만족하는 칩을 2025년에 양산할 수 있다는 설명이다. 이미 TSMC와 최첨단 반도체를 협력 개발 중인 테슬라·폭스바겐 등 글로벌 완성차 회사의 수요를 겨냥한 것으로 풀이된다.
첫 3나노 공정의 업그레이드 버전인 ‘N3E’의 경우 올해 하반기부터 서비스를 시작한다. 5나노 공정보다 속도는 18% 빠르고 전력은 32% 절감하는 칩을 만들 수 있다. N3E 공정보다 칩의 전력 효율성에 집중한 ‘N3P’ 공정은 내년부터 양산 라인에 적용한다. 서버 등 고성능컴퓨팅(HPC) 칩 제조용인 ‘N3X’ 공정은 2025년부터 고객사에 제공한다.
지난해 6월 세계에서 처음으로 3나노 공정 양산을 시작한 삼성전자도 맞불을 놓고 있다. 삼성전자는 27일 2023년도 1분기 실적 발표회를 통해 “3나노 1세대 공정을 안정적 수율로 양산하고 있다”며 “2세대 공정 역시 1세대 경험을 토대로 차질 없이 개발 중”이라고 설명했다. 또 “3나노 2세대 공정은 2024년 양산을 목표로 모바일·HPC 분야 고객 수주 활동에 집중했다”고 덧붙였다. 삼성전자는 내년부터 가동할 미국 테일러 공장에서도 3나노 라인을 가동할 것으로 점쳐진다.
삼성전자와 TSMC가 3나노 양산에 적극적인 것은 글로벌 반도체 고객사 확보 때문이다. 최근 인공지능(AI)·로봇 등 첨단산업이 본격화하면서 애플·엔비디아·퀄컴 등 세계 최대의 테크 회사들이 정보처리를 더 빠르게 처리할 수 있는 반도체를 찾고 있다. 파운드리 회사들은 회로 선폭을 줄여서 더 많은 연산장치를 넣을 수 있는 공정을 구현해 이들의 마음을 사로잡을 수 있다. 반도체 업계의 한 관계자는 “향후 수년간 파운드리 업계의 격전지가 될 3나노 시장에서 시장을 선점해야 삼성전자도 2030 시스템 반도체 1위라는 비전에 더욱 가까이 다가갈 수 있을 것”이라고 예상했다.
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