2nm 수율, TSMC '60%' vs 삼성 '40%'…차세대 반도체 전쟁

세계 1위 반도체 위탁생산(파운드리) 기업 TSMC가 차세대 2나노미터(nm) 공정에서 수율 60%를 넘기며 양산에 파란불을 켰다. 일부 제품은 수율이 90%에 이른다는 분석도 나오고 있다. 반면 경쟁사인 삼성전자 파운드리 사업부는 수율이 40%대에 머물러 새 고객 확보에 어려움을 겪고 있다고 IT 전문 매체 트윅타운이 지난 17일(현지시각) 보도했다.


외신에 따르면 TSMC의 2nm 공정 초기 수율은 평균 60%에 이르러, 통상적인 양산 기준을 채웠다. 애플과 엔비디아, AMD, 퀄컴, 미디어텍 같은 주요 팹리스(반도체 설계 전문) 기업들이 이미 TSMC의 초기 고객사 명단에 이름을 올렸고, 인텔 또한 주요 고객으로 합류했다.

TSMC의 2nm 공정(N2)은 최신 기술인 GAA(게이트올어라운드) 구조를 적용한다. 이 기술로 기존 3nm 공정보다 성능은 10~15% 높아지고, 소비 전력은 25~30% 줄어든다. 트랜지스터 집적도 역시 15%가량 높아 반도체 기술 주도권을 한층 더 굳힐 전망이다.

삼성전자는 세계 최초로 GAA 기술을 3nm 공정에 적용해 양산했지만, 초기 낮은 수율 탓에 어려움을 겪었다. 2nm 공정 수율마저 40%대에 머물자, 자체 개발 칩 '엑시노스 2600'과 일본의 인공지능(AI) 개발사 PFN 같은 일부 고객사 물량을 만드는 데 먼저 힘쓸 계획이다. 삼성은 3nm GAA 공정을 운영한 경험을 바탕으로 2nm 수율을 빠르게 끌어올린다는 방침이다.

업계는 TSMC가 안정적인 수율과 생산 능력을 바탕으로 위탁생산 시장 지배력을 한층 강화할 것으로 내다본다. 삼성전자는 수율 개선이라는 가장 시급한 과제를 안게 됐다. 다만 엔비디아와 퀄컴 같은 대형 고객사들이 공급망을 다변화하려고 TSMC와 삼성을 함께 저울질하고 있어, 삼성이 수율 안정화에 성공한다면 추가 고객을 확보할 여지는 있다. 앞으로 2nm 위탁생산 시장의 주도권은 수율 안정화와 대형 고객사 유치에 달린 셈이다.


박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com