지난해 6월 삼성전자가 세계 최초로 3나노 파운드리 양산에 성공, 이를 축하하고 있다. [삼성전자 제공]

[헤럴드경제=김민지 기자] 올 상반기 전세계 파운드리(반도체 위탁 생산) 시장 침체 예상 속에서도 삼성전자와 TSMC 간 ‘3나노’ 수주 경쟁이 치열해지고 있다. 퀄컴의 차기 스냅드래곤 물량을 누가 더 많이 확보할지가 가장 큰 변수다. 삼성전자는 3나노 기반 공정에서 ‘세계 최초’라는 타이틀을 꿰찼지만, 반년 만에 TSMC가 양산에 돌입하며 추격에 나섰다. 삼성의 신기술과 TSMC의 수율 등 양사 강점을 두고 수주 대결 결과가 판가름날 것으로 전망된다.

대만 현지 언론 비즈니스 넥스트 등은 지난 3일 보도를 통해 퀄컴이 차세대 스냅드래곤8 3세대 생산 물량 대부분을 TSMC에 몰아줄 것이라고 전망했다. 높은 수율을 근거로 들었다. TSMC는 지난해 8월 중국 난징에서 열린 ‘2022 세계반도체 대회’에서도 3나노 수율이 80%에 이른다고 발표했다. 업계에서는 TSMC 수율이 최소 60~80%일 것으로 추정하고 있다.

TSMC보다 먼저 3나노 공정을 개발한 삼성전자는 아직 수율을 공개하지 않고 있다. 업계는 수율 측면에서는 TSMC가 삼성보다 우위일 것으로 보고 있다.

삼성전자와 TSMC

그러나 일부 외신은 삼성이 퀄컴의 차세대 스냅드래곤 상당 물량을 차지할 것으로 전망했다. 정반대의 분석을 내놓은 것이다. 미국 IT 매체 샘모바일 등은 삼성전자가 3나노 공정에 신기술 ‘GAA(게이트올어라운드)’ 방식을 적용하고 있는 점을 강조했다. TSMC의 핀펫(Fin FET) 방식보다 GAA가 발열은 적고 높은 성능을 보장하기 때문에 퀄컴이 삼성을 선택할 가능성이 높다는 것이다.

삼성전자의 3나노 반도체는 기존 5나노 대비 성능이 23% 향상, 전력이 45% 감소했다. TSMC의 3나노는 속도는 10~15%, 전력 효율성은 약 35% 개선된 것으로 알려졌다.

외신마다 전망이 엇갈리는 만큼 퀄컴의 고민도 클 것으로 추정된다. 퀄컴은 전작 스냅드래곤8 1세대 전량을 삼성전자에서 양산했지만 스냅드래곤8+ 1세대와 스냅드래곤8 2세대는 TSMC를 선택했다.

세계 최대의 반도체 생산기지인 삼성전자 평택캠퍼스의 제조 라인 내 직원 모습.[삼성전자 영상]

3나노 공정 기술은 지난해 6월 삼성전자가 세계 최초로 양산에 성공했다. 기술력으로 파운드리 분야에서 TSMC에 도전장을 내밀었지만, 바로 반년 만에 TSMC 역시 3나노 공정 양산을 시작했다. 마크 리우 TSMC 회장은 지난달 29일 3나노 공정 양산식에서 “향후 10년간 반도체 산업은 빠르게 성장할 것”이라며 “3나노칩에 대한 수요는 매우 강하다”고 말했다.

지난해와 달리 올 한해 파운드리 시장은 다소 침체될 전망이지만 벌써부터 수주 경쟁은 치열하다. 전체 반도체 시장 한파 속에서 양사 모두 3나노 물량 확보가 절실하다. 대만 시장조사업체 디지타임스리서치는 올해 파운드리 시장 매출 규모가 지난해 1372억달러(약 181조원)보다 2.3% 줄어들 것으로 전망했다. 앞서 가트너도 지난해 4분기 세계 파운드리 가동률이 86%를 기록, 전분기(99.2%)보다 낮을 것으로 봤다. 주문량이 줄어들면서 지난해 호황을 누린 TSMC도 올 1분기 매출은 전분기 대비 15% 이상 줄어들 거란 관측이 나온다.