세계 최대 파운드리(반도체 위탁생산)기업 대만 TSMC가 첨단 미세공정을 바탕으로 성장세를 유지하고 있다.

삼성전자 파운드리사업부가 TSMC를 따라잡기 위해서는 투자 확대를 통해 고성능 반도체 일감을 소화할 수 있는 생산시설 구축에 속도를 내야 한다는 시선도 나온다.
 

16일 반도체업계에 따르면 TSMC가 3분기 매출 3564억3천만 대만달러(14조2천억 원가량), 순이익 1373억1천만 대만달러(5조4600억 원가량)로 분기별 최대 실적을 새로 쓴 데는 7나노급 이하의 발달된 미세공정이 가장 큰 역할을 한 것으로 분석된다.

공정별 매출비중을 보면 5나노급, 7나노급 공정이 전체 매출에서 43%를 차지했다. 특히 5나노급 공정 실적은 이번 분기에 처음으로 반영됐는데도 매출비중이 8%에 이른다.

TSMC는 이런 첨단공정 기반의 실적 개선세를 이어가기 위해 시설투자를 확대하고 있다.

3분기 실적 콘퍼런스콜을 통해 올해 시설투자 규모를 기존 160억 달러 대에서 170억 달러 대로 상향 조정했다고 밝혔다. 5나노급 공정을 상용화한 데 이어 3나노급 공정 구축에도 뚜렷한 의지를 보였다.

TSMC는 콘퍼런스콜에서 2022년 하반기부터 3나노급 공정 양산에 들어간다고 알리며 “3나노급 공정이 크고 오래 가는(large and long-lasting) 공정이 될 것으로 자신한다”고 말했다.

증권업계에서는 파운드리시장 2위에 머물러 있는 삼성전자가 TSMC와 격차를 극복하기 위해 파운드리 시설투자를 더욱 속도감 있게 추진할 것으로 본다. 시장 조사기관 트렌드포스에 따르면 3분기 파운드리시장 점유율은 TSMC 53.9%, 삼성전자 17.4%로 추산됐다.

김경민 하나금융투자 연구원은 “삼성전자가 TSMC와 차이를 좁히기 위해서는 선단공정에 관한 시설투자가 지속해서 필요하다”며 “2021년 삼성전자의 선단공정 시설투자 규모는 2020년 수준을 상회할 것으로 전망된다”고 말했다.

현재 삼성전자는 2030년까지 시스템반도체 분야 1위를 달성한다는 ‘반도체 비전 2030’을 바탕으로 모두 133조 원 규모 투자계획을 세워 고성능 시스템반도체 생산능력을 확대하고 있다.

삼성전자 화성사업장은 7나노급 이하 시스템반도체를 위한 ‘V1’ 라인을 2019년 하반기 완공하고 올해 2월부터 가동하기 시작했다. 평택사업장에서도 5월부터 7나노급 이하 반도체용 생산라인 공사가 시작됐다. 2곳 모두 더 미세한 반도체회로를 그릴 수 있는 극자외선(EUV) 장비를 갖춘다.

삼성전자는 8월 보도자료를 내고 “2019년부터 2020년 말까지 시스템반도체에 26조 원가량을 투자할 예정”이라며 “최근 대내외 불확실성에도 불구하고 투자속도는 매우 빠르다는 평가를 받는다”고 밝혔다.

하지만 일각에서는 삼성전자의 이런 투자도 아직 충분치 않다는 말이 나온다.

삼성전자가 TSMC와 겨룰만한 미세공정 기술력을 갖췄지만 대형고객사로부터 반도체 위탁생산 주문을 받는 과정에서 반도체 일감을 소화할 역량이 한계를 맞이했다는 것이다.

삼성전자는 퀄컴으로부터 5나노급 애플리케이션 프로세서(AP) 스냅드래곤875를 전량 수주한 것으로 파악된다. IBM도 삼성전자에 7나노급 서버용 중앙처리장치(CPU)를 맡겼다.
 

김양재 KTB투자증권 연구원은 삼성전자 5~7나노급 공정을 두고 “퀄컴 AP 대규모 수주로 3분기 생산능력이 부족한 상황”이라며 “퀄컴 AP 물량은 연간 5~6억 대로 삼성전자 자체 AP보다 3배가량 많다”고 진단했다.

삼성전자 파운드리사업의 외연 확장을 위해 첨단 미세공정 기반 생산시설 확대가 중요해졌다는 것이다. 

삼성전자는 앞으로 5년 동안 평택사업장에 반도체공장 3개를 더 짓는다는 계획을 세우고 최근 평택시에 하루 25만 톤 수준의 산업용수 공급방안을 마련해달라고 요청한 것으로 알려졌다.

각 공장이 어떤 반도체를 생산하게 될지는 아직 확정되지 않았다. 하지만 이재용 삼성전자 부회장이 시스템반도체사업에 무게를 싣고 있다는 점을 고려하면 파운드리 생산라인이 구축될 가능성이 높아 보인다.

이 부회장은 13일 김기남 삼성전자 DS부문 대표이사 부회장과 함께 네덜란드 ASML을 방문해 경영진과 면담하고 극자외선 장비공장을 직접 살펴봤다. ASML은 세계에서 유일하게 극자외선 장비를 만드는 곳이다. [비즈니스포스트 임한솔 기자]