삼성 “5년 내 1.4나노 양산”… 시스템반도체 1위 승부수

美서 초미세 공정 로드맵 발표
경쟁사 TSMC 보다 먼저 내놔
모바일 칩 편중 파운드리 사업
HPC·자동차·5G 등으로 확대

삼성전자가 5년내 1.4나노미터(10억분의 1m) 공정을 적용한 반도체 양산을 선언했다. TSMC도 아직 구체화 하지 못한 초미세 공정 로드맵을 삼성이 먼저 제시 하면서 양사간 글로벌 기술 패권 경쟁이 본격화 하는 모양새다. 업계에선 '2030년 시스템 반도체 1위' 목표 달성을 향한 삼성전자의 본격 행보 신호탄으로 해석한다.

삼성전자는 3일(현지시각) 미국 캘리포니아 실리콘밸리 산호세에서 '삼성 파운드리 포럼 2022'를 열고 이같은 내용을 골자로 한 파운드리 신기술과 사업 전략을 공개했다. 3년 만에 오프라인으로 개최한 올해 포럼에는 팹리스(반도체 설계회사)·협력사·파트너 등 500여명이 참석했다.

삼성은 이날 2025년 2나노, 2027년 1.4나노 공정 도입을 공식화했다. TSMC도 똑같이 2025년 2나노 양산을 선언했지만, 1.4나노 공정에 대해선 개발에 착수했을 뿐 일정을 구체화 하진 못한 상태다. 반도체는 미세 공정으로 갈 수록 면적은 줄어들고 전력은 적게 먹으면서 성능은 더 빨라진다. 안정성만 보장 된다면 스마트폰 AP·CPU·그래픽칩셋 등 고성능제품을 주력으로 하는 업체로선 각광 할 수 밖에 없는 퍼포먼스다.

삼성전자는 2015년 핀펫(FinFET) 구조 공정을 세계 최초로 양산했다. 이때까지만 해도 시장을 꽉 잡고 있던 TSMC와의 경쟁은 멀게만 느껴졌다. 하지만 지난 6월 최첨단 GAA 공법을 활용한 3나노 1세대 공정 양산을 TSMC보다 수개월 앞서 시작하면서 얘기는 달라졌다. 여전히 극복해야 할 수율 문제와 TSMC의 고객을 끌어와야 하는 과제를 안고 있지만 최소한 기술력만큼은 견줄 만하다는 인식이 커졌다.

삼성은 기술 로드맵을 발표하며 곧바로 고객을 강조했다. 양산이 앞섰지만 써 줄 고객이 없다면 시장에서 실패할 수 밖에 없어서다. 발표에 나선 최시영 삼성전자 파운드리사업부장 사장은 "고객의 성공이 삼성전자 파운드리사업부의 존재 이유"라며 "삼성전자는 더 나은 미래를 창조하는 파트너로서 파운드리 산업의 새로운 기준이 되겠다"고 했다.

물론 아직 갈 길은 멀다. 2분기 기준 전세계 반도체 파운드리 시장 점유율은 TSMC가 53.4%로, 삼성전자의 16.5% 대비해 압도적이다. 메모리를 포함한 글로벌 반도체 톱3의 3분기 매출 전망에서도 TSMC가 202억달러로 183억달러의 삼성전자를 앞서 나갈 것으로 관측 됐다.

삼성은 일단 규모의 경제를 위해 파이를 최대한 키우는 전략에 나선다. 삼성 파운드리는 현재 퀄컴과 삼성 엑시노스 등 모바일 칩 매출 비중이 전체 60% 이상인데, 이 편중된 사업을 고성능컴퓨팅(HPC)과 자동차용 반도체(오토모티브)·5세대 이동통신(5G)·사물인터넷(IoT) 등으로 넓힌다는 방침이다. 2027년까지 모바일을 제외한 파운드리 매출 비중 50% 이상을 달성하는 게 목표다.

지난 6월 양산을 시작한 3나노 공정은 HPC 제품에 적용했고 기존 4나노 공정은 HPC와 오토모티브로 시장을 확대하기로 했다. 28나노 공정의 자동차용 eNVM(임베디드 비휘발성메모리)는 2024년 14나노로 고성능화해 적용 범위를 넓힐 계획이다. 14나노 공정으로 만드는 RF(라디오 프리퀀시)칩도 세계 최초 8나노 공정 양산에 최근 성공했고 5나노 공정 개발에 나선 상태다.

삼성전자는 또 2027년까지 초미세공정 생산능력을 올해 대비 3배 이상 확대하기로 했다. 생산라인을 먼저 짓고 이후 고객사를 유치해 설비를 투입하는 이른 바 '쉘 퍼스트' 전략이다. 이 전략은 미국 텍사스 테일러 파운드리 2라인에 처음으로 도입 될 예정으로, 선제적 투자로 건설 시기를 앞당긴다는 방침이다.