2나노 노리는 美日 연합 vs 삼성·TSMC 파운드리 패권 격돌

미국 IBM이 일본 홋카이도 치토세시에 새 사무소를 열고 현지 반도체 기업 라피더스와 2나노미터 공정 협력을 본격화했다.

정보기술 전문 매체 Wccftch는 26일(현지시각) IBM의 발표를 인용해 이번 사무소 개설이 라피더스를 비롯한 현지 반도체 생태계 고객사를 밀착 지원하기 위한 조치라고 보도했다.

미일 연합이 연구 단계를 넘어 양산 준비 체제에 돌입하면서 초미세 공정을 둘러싼 삼성전자와 글로벌 파운드리 시장 경쟁 구도에도 관심이 쏠린다.


IBM은 홋카이도 치토세시에 신규 사무소를 열고 현장 협업 체계를 가동했다. 치토세시는 일본 주요 기업 8곳이 출자한 반도체 연합체 라피더스가 차세대 공장 부지로 선정한 지역이다. 라피더스는 2024년 해당 지역에 거점을 마련, 클린룸을 비롯한 제조 시설 조성을 이어왔다.
두 회사의 2나노 기술 협력은 2022년 체결한 공동 개발 협약에서 출발했다. 라피더스 공정 엔지니어들은 미국 뉴욕주 올버니에 위치한 IBM 나노테크놀로지 연구시설에 머물며 기초 기술을 공유해 왔다. 이번 치토세 사무소 개설은 미국 연구소 중심이던 기술 지원을 일본 생산 현장으로 직접 연결하는 계기가 된다.

일본 경제신문은 IBM이 라피더스에 핵심 2나노 기술을 제공하며 양산 기반 조성을 돕고 있다고 보도했다. 공식 발표에 구체적인 상업 가동 날짜는 명시되지 않았다.


IBM은 2021년 2나노 테스트 칩 기술을 처음 발표했다. IBM은 이 기술이 기존 7나노 공정보다 성능을 45% 높이거나 전력 소모를 75% 줄일 수 있다고 밝혔다. 트랜지스터 구조는 기존 핀펫 형태를 개선한 게이트올어라운드 기반 나노시트 설계를 채택했다. 해당 나노시트 설계는 TSMC와 삼성전자 역시 최선단 제품군에 도입한 방식이다.

라피더스는 지난해 11월 회계연도 기준 2027년 하반기에 2나노 반도체 대량 생산을 시작한다는 계획을 공개했다. 라피더스의 회계연도가 12월에 끝나는 구조를 고려하면 실제 양산 목표 시기는 2027년 7월부터 12월 사이다.
Wccftch는 2027년 하반기 생산 목표가 차질 없이 이뤄지면 라피더스가 TSMC, 삼성전자, 인텔에 이어 세계에서 4번째로 2나노를 양산하는 파운드리 기업이 된다고 설명했다.


미일 반도체 협력의 현장 가동은 최첨단 공정 시장에서 점유율 확대를 꾀하는 삼성전자 파운드리 사업부에 새로운 잠재적 경쟁 구도를 형성한다.

삼성전자가 이미 3나노 게이트올어라운드 양산 경험을 축적하며 선행 기술력을 입증한 상태지만, 라피더스가 일본 정부의 대규모 자금 지원(누적 약 9200억 엔, 약 7조 7321억 원)을 바탕으로 일본 내 자체 수요를 흡수할 경우 아시아 지역 파운드리 고객 지형에 중장기적 분산 요인으로 작용할 수 있다.

반도체 장비와 소재 공급망 관점에서는 시장 다변화 기회와 진입 장벽이 공존한다. 일본은 자국 내 소재와 장비 생태계가 매우 탄탄한 만큼 라피더스 공급망도 일본 기업 중심으로 구축될 가능성이 높다.

다만 제조 거점 확충 과정에서 기술 경쟁력을 검증받은 한국의 일부 특화 세정 장비나 정밀 연마 소재 기업들에는 공급망 참여 기회가 제한적으로 타진될 수 있다는 평가다.

상업 양산 성공 여부는 실제 생산 라인의 결함률 축소와 수율 안정화에 달려 있다. 탄탄한 소재·장비 경쟁력과 달리 일본의 최첨단 로직 파운드리 상업 운용 경험은 공백기가 길었던 만큼, 극자외선 노광 장비를 활용해 경제성 있는 수율을 달성하기까지 기술 난관이 적지 않다.

라피더스가 공정 검증을 거쳐 수율을 조기에 끌어올리지 못할 경우 시장에 미치는 파급력은 제한적인 수준에 그칠 수 있다.

라피더스는 2025년 4월 치토세 시험 라인을 가동하며 시제품 검증 단계에 들어섰다. 연구 단계에 머물던 기술을 대량 생산 체제로 전환하는 과정에서 공정 완성도를 얼마나 신속하게 입증하느냐가 향후 시장의 주요 관심사로 꼽힌다.

선단 파운드리 시장을 주도하고 있는 한국 반도체 생태계 역시 기술 이전 단계에서 현장 검증 단계로 넘어간 미일 연합의 수율 추이를 면밀히 지켜보고 있다.


김주원 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com