TSMC 2나노 공정 가격 급등에 퀄컴, '삼성 파운드리'로 눈 돌려…AI 칩 쟁탈전

대만 파운드리(반도체 위탁생산) 업체 TSMC의 2나노 공정 웨이퍼 가격 급등으로 글로벌 칩셋 제조사들이 삼성전자 파운드리로 눈을 돌리고 있다. 테크 전문매체 Wccftech는 지난 12일(현지시각) TSMC의 2나노 N2P 공정 웨이퍼 고가 정책 탓에 한 칩셋 제조사가 삼성전자의 2나노 GAA(Gate-All-Around) 공정 전환을 고려 중이라고 보도했다.

업계에서는 애플이 TSMC 2나노 N2 공정 생산능력의 절반 이상을 선점하면서 퀄컴과 미디어텍 같은 경쟁 칩셋 업체들이 대체 생산라인 확보에 나선 것으로 분석한다. 특히 퀄컴이 삼성 파운드리로 이동할 가능성이 높다는 관측이 우세하다.


TSMC는 2나노 공정을 N2와 N2P 두 가지 버전으로 제공한다. N2P는 N2보다 개선된 버전으로 더 높은 중앙처리장치(CPU) 주파수를 구현할 수 있지만, 웨이퍼 가격이 N2보다 훨씬 비싸다. 애플이 N2 공정 생산능력의 절반 이상을 확보하면서 퀄컴과 미디어텍은 물량 확보를 위해 N2P 공정을 선택할 수밖에 없는 상황에 내몰렸다.

문제는 비용이다. 업계에 따르면 퀄컴의 스냅드래곤 8 엘리트 5세대 칩 제조 비용은 미디어텍의 디멘시티 9500보다 50% 비싼 것으로 알려졌다. 퀄컴 파트너사들은 칩 한 개당 최대 280달러(약 41만 원)를 지불해야 하는 것으로 추정된다.
중국 소셜미디어 웨이보의 반도체 업계 소식통 '고정초점 디지털 카메라'는 "특정 기술 대기업이 삼성의 2나노 GAA 공정 전환을 검토하고 있다"고 전했다. Wccftech는 이전 보도에서 미디어텍이 언급된 적이 없고, 퀄컴이 과거 제조 비용 절감을 위해 이중 소싱 전략을 도입한 사례가 많다는 점을 들어 퀄컴일 가능성이 높다고 분석했다.

실제로 삼성전자는 지난해 퀄컴에 스냅드래곤 8 엘리트 5세대 샘플을 2나노 GAA 기술로 제작해 평가용으로 보낸 것으로 전해졌다.


TSMC의 높은 가격 정책 배경에는 인공지능(AI) 칩에 대한 폭발적 수요가 자리잡고 있다. Wccftech는 같은 날 JP모건의 고쿨 하리하란 애널리스트 분석을 인용해 "고객사들이 칩 긴급 생산을 위해 최대 100%의 프리미엄을 지불할 의향이 있다"고 보도했다.

하리하란 애널리스트는 "TSMC의 생산라인이 ‘긴급 생산' 상태를 겪고 있다"며 "고객사들에게 최우선 과제는 제조 비용보다 최종 제품을 확보하는 것"이라고 설명했다. 핫런은 일반적인 생산 일정을 무시하고 특정 고객의 주문을 우선 처리하는 긴급 생산 방식을 뜻한다.
엔비디아와 AMD 같은 AI 칩 제조사들이 자사 제품을 생산라인에서 먼저 빼내 고객에게 배송하기 위해 경쟁하고 있다는 분석이다. 특히 엔비디아는 제품 주기가 약 9개월에 불과해 파트너사들의 빠른 생산이 절실한 상황이다.

JP모건은 TSMC가 고객들이 지불하는 프리미엄을 활용해 긴급 생산 매출이 전체 매출의 상당 부분을 차지하는 다양한 종류의 제품이나 서비스를 소량·맞춤형으로 제공하는 '하이 믹스 서비스 모델'을 채택할 수 있을 것으로 전망했다. 다만 생산라인 내에서 끊임없는 긴급 처리가 전체 효율성을 떨어뜨리고 불량률을 높일 수 있다는 우려도 제기된다.


TSMC의 공급 부족과 고가 정책은 삼성전자 파운드리 사업부에 기회로 작용할 전망이다. 삼성전자는 3나노 GAA 공정에서 TSMC보다 1년 앞서 양산에 들어갔지만, 초기 수율 문제로 고객 확보에 어려움을 겪어왔다.

하지만 최근 2나노 GAA 공정 기술 안정화에 성공하면서 퀄컴 같은 대형 고객사 유치 가능성이 높아지고 있다. 삼성전자의 2나노 GAA 공정은 TSMC의 2나노 공정과 달리 트랜지스터를 사면에서 감싸는 구조로 전력 효율과 성능을 동시에 높일 수 있는 것으로 평가받는다.

파운드리 업계에서는 "TSMC가 4년 연속 2나노 웨이퍼 가격을 인상하면서 가격 경쟁력을 갖춘 삼성 파운드리가 대안으로 부상하고 있다"며 "특히 퀄컴처럼 원가 절감에 민감한 칩셋 업체들이 삼성 파운드리로 물량을 분산할 가능성이 크다"고 분석한다.

다만 타이밍이 변수다. 칩셋 설계부터 양산까지 최소 1년 이상 걸리는 만큼 단기간에 파운드리를 전환하기는 쉽지 않다는 지적이다. 하지만 장기로 보면 TSMC의 공급 독점 체제가 약화되고 삼성전자가 수혜를 입을 것이라는 전망이 우세하다.


박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com