삼성 vs TSMC '3나노 대전' 시작…수율 공방 등 신경전

반도체 파운드리(주문생산) 세계 1위인 대만의 TSMC가 3nm(나노미터) 양산에 본격 돌입하면서 지난해 6월 세계 최초로 3나노 양산을 시작한 삼성전자와의 진검승부가 예상된다. 특히 양사의 3나노 경쟁은 시작부터 수율 문제를 놓고 신경전이 펼쳐지는 모양새다.

11일 업계에 따르면 TSMC는 최근 3나노 양산 행사를 열고 본격적인 생산에 들어갔다. TSMC가 새로운 기술을 도입하고 양산을 시작할 때 관련 행사를 연 것은 매우 이례적이다. 관련 업계에서는 6개월 이상 먼저 시작한 삼성전자를 의식한 것이 아니냐는 해석이다.

대만언론들도 TSMC의 3나노 양산에 맞춰 분위기 띄우기에 나섰다. 눈에 띄는 점은 확인이 불가한 수율 문제를 들고 나왔다는 것이다. 대만언론들은 TSCM의 3나노 수율이 최대 85%에 달한다며 치켜세우는 반면, 삼성전자의 수율은 20%대라고 깎아내렸다. 심지어는 삼성의 수율이 10%대라는 루머까지 퍼뜨리고 있는 상황이다.

수율이란 생산품에서 양품의 비중을 말하는데, 수율이 20%라는 것은 100개를 만들고도 실제로는 20개 밖에 사용하지 못한다는 의미다. 삼성전자는 정확한 3나노 수율은 공개하고 있지 않지만 대만언론들의 수율 관련 보도에 대해 "3나노 1세대 수율은 완벽한 수준"이라고 반박했다.
과거 5나노 시절에서도 대만언론들은 삼성전자의 수율을 저평가하며 악의적인 보도를 한 바 있다. 디지타임스 등 대만언론들은 명확한 사실 관계가 없이 소식통을 인용해 보도하는 방식으로 삼성전자의 수율 문제를 지적해 왔다. 특히 대규모 수주전이 예고되는 시점에는 대만언론들이 삼성전자의 수율 문제를 부각하는 보도가 많았다.

관련업계 한 관계자는 "대만은 자국의 반도체 산업을 보호하기 위해 정부, 언론, 기업이 똘똘 뭉쳐 있다"며 "대만언론들은 경쟁사를 견제하는 보도를 내보내면서 TSMC가 우위에 있다는 여론을 적극 형성하고 있다"고 지적했다.

삼성전자의 3나노 수율은 1세대 공정에서 80% 이상 완벽한 수준이고 2세대 공정을 개발 중인 것으로 알려졌다. 삼성전자 측은 수율 문제에 대해서 구체적인 언급을 피했다.

수율 뿐만 아니라 성능 면에서 삼성전자가 월등히 앞서고 있는 것으로 전해진다.

삼성전자는 3나노 공정에서 세계 최초로 GAA(gate-all-around) 구조를 적용했다. 기존 핀펫(FinFET) 구조는 게이트가 채널의 3개면을 감싸지만 GAA는 4개 면을 감싼다. 삼성전자는 3나노 GAA 공정은 기존 자사 5나노 공정 대비 전력 45% 절감, 성능 23% 향상, 면적 16% 축소됐다고 설명했다.
TSMC는 2나노 공정부터는 GAA 구조를 도입할 예정이지만 3나노는 기존 핀펫 구조를 고수하고 있다.

이종환 상명대 시스템반도체공학과 교수는 "GAA 공정 방식이 전력 효율성, 성능 등에서 더 좋다"며 "그렇기에 같은 3나노라 하더라도 삼성전자 3나노가 핀펫 공정 방식을 택한 TSMC의 3나노보다 구조적 측면에서 더 우수하다"고 평가했다.


정진주 글로벌이코노믹 기자 pearl99@g-enews.com