'3나노 후발주자' TSMC, 반도체 생산 수율 60~80% 사실일까

최근 3나노미터(nm) 반도체 양산을 발표한 TSMC의 수율이 60%에서 80%에 육박한다는 추정치가 알려지면서 반도체 업계가 술렁이고 있다.

최근 비즈니스 넥스트(Business Next)가 내놓은 보고서에 따르면, N3급 3나노 생산을 시작한 TSMC의 생산수율이 낮으면 60%에서 높으면 80%까지 이를 수 있는 것으로 전망했다. TSMC가 생산하고 있는 N3급 3나노 반도체가 삼성전자가 생산하고 있는 3나노와 동급은 아니지만 TSMC의 생산수율은 상당히 높은 수치임을 알 수 있다.
TSMC는 삼성전자가 게이트올어라운드(GAA) 방식을 채택해 3나노 반도체 생산에 돌입한 것과 달리 기존방식인 핀펫(Fin-Fet)방식을 활용해 3나노 반도체를 생산하고 2024년부터 GAA를 채택해 2나노 반도체를 구현할 계획이다. 이를 위해 TSMC는 3나노 반도체를 N3·N3E·N3P·N3S·N3X의 5단계 순으로 순차도입할 계획이다.

TSMC가 안정적으로 수율을 확보해낸 N3급 3나노 반도체는 5나노보다는 개선되었고 3나노에는 미치지 못하는 4나노급 반도체로 평가받고 있다.

삼성전자의 3나노반도체는 5나노대비 크기가 35%작아지고 성능 30%향상, 전력이 45% 감소되지만 TSMC의 3나노는 크기가 13% 작아지고, 속도 10% 향상, 전력이 30% 줄어드는 정도인 것으로 알려졌다. TSMC가 삼성전자처럼 단번에 3나노 반도체 기술 개선에 나서지 않고 순차적으로 3나노반도체 생산기술을 개선해 나가는 방식을 채택한 이유는 수율개선에 따른 시간과 노력을 줄이기 위한 것으로 분석된다. 통상 반도체는 생산 공정의 크기와 수율을 중요시한다는 점을 감안하면 TSMC의 전략이 효율적인 것으로 여겨지고 있다.

성능이 다소 떨어지더라도 안정적인 수율을 바탕으로 성능을 차츰 올려나가겠다는 TSMC의 전략에 다양한 요구사항을 가지고 있는 고객사들이 반응하고 있다. N3급 3나노 반도체 첫 고객이 애플이 될 것으로 예측되고 있으며 세계적인 스마트폰 AP제조사 퀄컴도 자사의 최신 플래그십 모델인 스냅드래곤8 Gen2 모델에 TSMC의 반도체를 채택한 바 있다.

한편, TSMC가 N3급 반도체 생산에 높은 수율을 기록했지만 다음 단계에서도 높은 수율이 유지될지는 미지수다.


장용석 글로벌이코노믹 기자 jangys@g-enews.com