삼성전자와 TSMC의 3나노 전쟁 이야기

 

 

안녕하세요?

 

오늘은 삼성전자와 TSMC의 파운드리 시장에 대해 알아보겠습니다.

 

최근 7 나노, 5 나노에서는 TSMC의 압승이었는데요.

 

원래 삼성전자는 메모리 반도체에만 특화된 구조였다가 최근 파운드리 사업에도 사업다각화를 위해 투자를 진행하려고 하는데요.

 

삼성전자의 3 나노 성공을 기원하며, TSMC와의 3나노 얘기를 풀어볼까 합니다.

 

 

21년도 말 삼성전자가 내년인 2022년 상반기에 3 나노 양산을 선언 한 가운데 전 TSMC 연구개발 책임자가 삼성전자가 3나노 공정에서도 TSMC를 따라잡을 가능성이 희박하다는 생각을 내비쳤습니다.

 

현재 TSMC는 3 나노 양산을 FinFET 공정을 사용함에도 GAAFET를 사용하는 삼성전자보다 늦은 2022년 하반기로 계획하고 있어 어떤 생각으로 TSMC에서 이런 이야기를 했는지 알아보도록 하겠습니다.

 

결론적으로 TSMC에서 삼성전자의 3 나노에 대해 깎아내리고 있는데요. 좀 더 자세히 알아보겠습니다.

 

28일 대만 IT 전문매체 전자시보에 따르면 "린 번젠" TSMC 전 R&D 부문 부총재는 삼성전자가 7 나노,5 나노 등 매 공정마다 TSMC를 앞지르겠다고 호언장담하는 동안 TSMC는 묵묵히 연구개발에 집중해왔다라고 밝히고 있습니다.

 

또한 투자금액이 막대한 3 나노 및 3나노 이하 초미세공정은 난도가 높은 반면에 개발은 순조롭지 않을 수 있다라고 하면서 지금 삼성전자의 3 나노 개발도 좀 어렵지 않겠느냐?라는 식으로 얘기를 했습니다.

 

이 때문에 TSMC가 조심스럽게 접근하고 있다고강조하고 있습니다.

 

지금 TSMC가 원래는 2022년 상반기에 3 나노 양산을 하겠다고 얘기했었는데 하반기로 지금 미룬 이유가 난도가 높은 개발이 순조롭지 않기 때문에 TSMC가 좀 더 확실한 개발을 위해서 양산 시점을 늦추었다는 식으로 지금 얘기가 나오고 있습니다.

 

그리고 삼성전자는 7 나노, 5 나노공정을 개발할 때도 TSMC를 따라잡겠다고 했지만 성공하지 못했으며 3 나노 공정에서도 TSMC를 따라잡을 가능성이 희박하다고 지금 자신의 생각을 피력하고 있습니다.

 

린 전 부총재 의견을 전한 전자시보는 기존 삼성전자뿐 아니라 인텔까지 올해 파운드리 사업에 재진출을 선언을 하면서 초미세공정 개발 경쟁이 치열해졌으며, 이로 인해 TSMC의 부담이 커졌다고 분석을 하고 있죠.

 

특히 인텔과 같은 경우는 애리조나주에 공장을 짓겠다고지금 발표한 이후에 공격적인 행보를 보이는 것으로 지금 알려지고 있습니다.

 

미국에서 인텔, 삼성전자, TSMC의 파운드리 투자가 세 회사 전부 다 진행되고 있고 인텔과 같은 경우는 애리조나주, TSMC도 애리조나주, 그리고 삼성전자는 텍사스주에서 투자가 진행되고 있습니다.

 

인텔의 경우 지난 3월 달에 미국 애리조나주에 200억 달러 약 23조 7000억 원을 투자해서 반도체 공장 파운드리 공장을 짓겠다고 밝힌 바 가 있습니다.

 

삼성전자 역시 지난 11월 텍사스주 테일러 시에 170억 달러약 20조 원 규모의 미국 제2의 파운드리 공장을 건설하겠다고 밝혔습니다.

 

TSMS도 미국 애리조나주에 120억 달러 약 14조 2000억 원을투자해서, 2024년 을 완공을 목표로 파운드리 공장의 건설을 진행하고 있는 상황입니다.

 

올해 TSMC도 3년간 천억 달러 약 118조 원에 달하는 투자를 집행하겠다라고밝힌 적이 있습니다.

 

TSMC는 시설투자뿐 아니라 연구개발에도 몰두하고 있는데요.

 

또한 TSMC는 미국뿐 아니라 일본, 유럽 등에서 공장 건축을 준비를 하고 있고 일본과 같은 경우는 지금 SONY와 함께 지금 공장을 준비 중에 있고 향후 르네사스에 대해서 협업을 할 수 있는 분위기도 있다고 합니다.

 

그리고 TSMC와 같은 경우는 난징에 26 나노공정의 증축을 원했고 4월 안에 증축을 원했으나 이것이 미국의 반대로 무산이 되고, 일본으로 튼 것으로 보이고 있고 유럽에서의 공장 건축도 준비하고 있습니다.

 

인텔도 마찬가지로 독일에 파운드리 공장을 준비를 하고 있는 상황입니다.

 

그래서 우리가 눈여겨봐야 될 것은 TSMC의3 나노 진입에 대해서 한 걸음 더 들어가보도록 하겠습니다.

 

TSMC는 2022년 하반기에 3나노 양산을 선언했습니다.

 

상반기 양산을 기술적인 난이도를 이 유로 해서 하반기로 연기한 것입니다.

 

 

그러나 삼성전자 같은 경우는 하반기 양산을 시작하겠다고발표를 하고 있어서 이에 TSMC는 안심하고 하반기로 이 시점을 미뤘는데, 삼성전자가 하반기에서 상반기로 양산 시점으로 옮긴 것과 반대되는 행보를 보이고 있습니다.

 

TSMC는 EUV 노광공정에 진입한 후에 7 나노, 5나노 공정 개발에서 선두 자리를 계속적으로 지키고 있으며, 그리고 특별히 7나노 공정과 같은 경우도 원래는 EUV 노광공정을 먼저 진행을 했던 것이 아니라 ARF 불화 아르곤 공정(DUV 공정이죠)을 이용하여 먼저 진입한 후에 이후에 EUV 노광공정을 덧붙여서지금 제조를 하고 있고,

 

물론 7 나노의 기술 개발이 계속 진행되고 있기 때문에 지금 완성형까지 가고 있고 5 나노 공정 개발에서도 삼성전자를 능가한 상황입니다.

 

그러나 삼성전자와 같은 경우는 지금 3 나노를 터닝포인트로 보고 있고 이 상황에서 GAA(Gate-All-Around)를 사용해서 3 나노공정에 진입하려고 노력을 하고 있고 지금 TSMC보다 먼저 양산을 시작한다라고 발표를 하고 있습니다.

 

3 나노공정에서도 차세대 트랜지스터로 불리는 GAA(Gate-All-Around) 기반 공정이 아니라 기존 FinFet 기반 공정을 선택을 해서 안정성에 방점을 찍고 있죠.

 

지금 GAA를 이용을 하게 된다면 어떤 현상이 벌어질까요?

 

 

새로운 기술이기 때문에 이런 기술적인 난이도 때문에 지금 FinFET 공정을 사용을 했지만 삼성전자가 더 먼저 양산을 시작을 한다는 거죠.

 

특별히 지금 삼성전자 같은 경우는 지금 EUV 노광공정에 대해서 수율이 문제가 된다라고 얘기가 나오고 있지만 삼성전자가 TSMC에 비해 수율이 좀 늦어진 이유는 펠리클의 적용이 좀 늦어져서입니다.

 

지금 TSMC도 펠리클 적용 후에 수율이 급격히 올라갔다는 말이 나오기 때문에 삼성전자와 같은 경우는 내년 하반기부터 펠리클을 적용을 하기 때문에 TSMC와의 수율 경쟁에서는 크게 문제가 되지 않을 것이다라는 관측도 나오고 있는 상황이죠.

 

전자시보에 의하면 이러한 TSMC의 보수적인 접근방법이 삼성전자로 하여금 내년 상반기 GAA 기반 3 나노 공정 양산을 시작하고, 그리고 2023년에 3나노 2세대 양산, 2025년에 2 나노 공정 그리고 2나노 공정의 GAA 3세대 공정에 진입한다는 공격적인 계획을 발표하면서, 내년 3 나노에서 TSMC를 앞설 것이라고 장담하는 기회를 주었다고분석을 하고 있습니다.

 

다시 말하면 지금 TSMC가 GAA를 선택하지 않았기 때문에 지금 삼성전자에게 그 기술력으로 오히려 역전시킬 수 있는 기반을 마련해 주었다는 그런 분석인 셈입니다.

 

한편 전자시보는 비록 TSMC가 파운드리 분야에서 독보적인 지위를 유지하고 있지만 미중 무역 충돌과 지정학적인 리스크가 계속적으로 증가함에 따라서 장애물이 늘어나고 있다고보도를 하고 있습니다.

 

 

TSMC는 지정학적인 이유로 인해서 제2의 고객사로 불리었던 화웨이의 자회사 하이실리콘과 거리를 두게 되었습니다.

 

미국의 지속적인 압박 즉, 화웨이와 하이실리콘과의 관계를 끊어라라고 했음에도 불구하고 계속적으로 관계를 맺어 왔던 TSMC는 결국은 미국의 마지막 제재인 미국 기술을 사용해서 만들게 되면 특히 EDA를 사용해서 만들게 되면 그것을 생산할 수 없게 만드는 법적 조치를 취하게 되면서 화웨이와의 관계가 완전히 깨져버린 상황이 되겠습니다.

 

전자시보는 TSMC의 2022년 과제를 3 나노 양산을 먼저 시작한 삼성에게 퀄컴과 AMD 등 주요 고객사들이 이동하는 것을 막으면서 삼성과의 격차를 벌려야 하고,경쟁자이면서도 고객인 인텔과 공존하는 것이라고 전하고 있습니다.

 

그래서 지금 삼성전자와 같은 경우는 GAA(Gate-All-Around)를 이용한 3 나노 양산을 먼저 시작을 했죠.

 

 

삼성전자는 상반기에 시작을 하고 TSMC는 하반기에 시작하기 때문에 이 갭이 조금 있고 그리고 더 선단 공정이기도 하고 이러한 것들 때문에 많은 기업들이 넘어가고 있고,

 

특히 STM마이크로나 IBM 이런 기업들이 삼성전자의 고객사로 등록이 되면서 지금 TSMC와 같은 경우는 애플 바라기가 더욱더 심해져가는 이런 상황까지 겹치게 되면서,

 

이제 삼성전자 입장에서는 많은 중소 고객사들까지 늘어나게 되면서 삼성전자도 커지고 인텔도 커지고,

 

그리고 여전치 TSMC는 강력한 힘을 갖고 있는 반도체 파운드리 삼두체제가 일어나지 않을까라고 예측을 하고 있습니다.

 

그래서 지금 TSMC가 언론을 통해 삼성전자 3 나노를 깎아내는 소리를 크게 내도 지금 삼성전자의 확장세를 물리칠 수가 없는 상황이 된 거 같습니다.

 

이들이 가장 두려워하는 것은 삼성전자가 빠르게 기술력으로 이 시장(파운드리 시장)에 접근하는 것입니다.

 

그래서 대만 언론을 통해 삼성전자를 깎아내리는 이야기를 하고 있는데 이런 이야기를 한다라는 자체가 견제를 한다라는 의미로 보시면 되겠습니다.