TSMC, 1.6나노 'A16' 로드맵 전격 공개… 삼성·인텔과 '옹스트롬 패권' 정면충돌

세계 최대 파운드리(반도체 위탁생산) 기업 대만 TSMC가 반도체 미세 공정의 꿈의 기술로 불리는 1나노급 '옹스트롬 시대'를 정식으로 선언했다.

지난 2일(현지시간) IT 전문매체 Wccftech 보도에 따르면, TSMC는 1.6나노미터(nm) 공정인 ‘A16’의 상세 로드맵을 공개하고, 오는 2026년 4분기부터 양산에 돌입한다. 이는 전 세계적인 인공지능(AI) 반도체 수요 폭증 속에 파운드리 재건을 노리는 인텔과 'GAA(게이트올어라운드)' 기술로 반격을 노리는 삼성전자를 겨냥한 강력한 선제공격으로 풀이된다.

이번 A16 발표의 핵심은 단순한 나노 숫자 줄이기를 넘어선 패러다임의 전환이다. TSMC는 △나노시트 트랜지스터 기술의 고도화와 함께 △자체 후면전력공급(BSPDN) 기술인 ‘슈퍼 파워 레일(SPR)’을 세계 최초로 양산 적용하고 △2029년까지 A14(1.4나노), A13(1.3나노), A12(1.2나노)로 이어지는 촘촘한 옹스트롬 로드맵을 확정했다.



TSMC가 A16 공정에서 처음 선보이는 '슈퍼파워 레일(SPR)'은 반도체 설계의 근본을 바꾸는 혁신 기술이다.

기존 반도체 공정은 회로의 전력선과 신호선을 모두 웨이퍼 앞면에 배치했다. 하지만 공정이 2나노 이하로 미세화되면서 좁은 앞면에 선들이 엉키는 병목 현상이 발생하고, 이로 인한 전력 손실(IR Drop)이 심화되는 고질적인 한계에 봉착했다.

A16 공정은 이 전력 배선망을 웨이퍼 뒷면으로 과감히 옮겨 신호 전달과 전력 공급 경로를 완전히 분리한다. 이를 통해 논리 회로 밀도를 10%가량 높이고, 전력 공급 효율을 획기적으로 개선했다. TSMC 측은 “A16 공정은 기존 2나노(N2P) 공정과 비교해 동일 전력에서 동작 속도가 8~10% 빠르며, 동일 속도에서는 소비 전력을 15~20%까지 줄일 수 있다”고 설명했다.

이는 엄청난 전력을 소비하며 복잡한 신호 경로와 고밀도 전력망이 필수적인 고성능 컴퓨팅(HPC) 및 AI 가속기 시장에서 압도적인 경쟁 우위로 작용할 전망이다.

TSMC의 이번 로드맵 발표는 파운드리 시장 탈환을 노리는 인텔과 삼성전자에 대한 정면 승부 선언이다.

인텔은 올해 말 양산 예정인 1.8나노급 ‘18A’ 공정에 자체 후면전력공급 기술인 ‘파워비아(PowerVia)’를 먼저 적용하겠다고 공언하며 TSMC를 압박해왔다. TSMC는 양산 시점은 인텔보다 다소 늦지만, 나노시트 공정의 풍부한 양산 경험과 독자적인 SPR 기술력을 결합해 '세계 1위' 파운드리로서의 기술적 완성도를 보여주겠다는 전략이다.

TSMC는 A16 이후 장기 계획도 구체화하며 고객사 유치에 쐐기를 박았다. 2028년 1.4나노(A14) 양산에 이어, 2029년에는 1.3나노(A13)와 1.2나노(A12) 공정까지 순차적으로 내놓는다. 특히 A13 공정은 A14 대비 칩 면적을 6% 추가로 줄이면서도 기존 설계 자산(IP)의 호환성을 유지해 애플, 엔비디아, AMD 등 핵심 고객사의 설계 부담과 기술적 불확실성을 최소화했다.

업계 관계자는 “TSMC가 옹스트롬 단위의 로드맵을 촘촘하게 제시한 것은 고객사들에게 장기적인 기술 신뢰도를 제공해 삼성과 인텔로의 이탈을 막으려는 강력한 포섭 전략”이라고 분석했다.


TSMC의 공격적인 옹스트롬 로드맵 제시는 국내 반도체 산업에도 묵직한 경고등을 켰다.

삼성전자는 세계 최초로 3나노 공정에 게이트올어라운드(GAA) 구조를 도입하며 기술적 선점에 나섰지만, TSMC가 2나노 이하 공정에서 안정적인 나노시트 기술에 혁신적인 후면전력공급 기술까지 결합하면서 기술 격차는 오히려 더 벌어질 수 있다는 우려가 나온다. 향후 점유율 싸움의 분수령은 누가 먼저 차세대 기술을 안정적인 수율로 양산하느냐에 달렸다.

전문가들은 단순히 나노 숫자를 줄이는 경쟁을 넘어, 실제 고객사가 요구하는 품질과 물량을 제때 맞출 수 있는 '실질 수율'이 승패를 가를 것이라고 진단한다. 증권가 관계자는 "나노 공정이 미세화될수록 고객사들은 기술적 신뢰도와 양산 경험이 풍부한 파운드리를 선택할 수밖에 없다"며 "삼성전자와 국내 업계도 후면전력공급 기술 등 차세대 패키징 및 공정 기술 고도화에 박차를 가하는 동시에, 실질 수율 향상을 통한 고객사 신뢰 회복이 시급하다"고 말했다.

이제 시장의 눈은 오는 2027년 실제 A16 공정 칩이 시장에 풀리는 시점으로 향한다. AI 가속기의 핵심인 전력 효율 싸움에서 TSMC가 다시 한번 ‘초격차’를 증명할지, 아니면 삼성과 인텔의 반격이 통할지 반도체 업계의 전운이 그 어느 때보다 짙어지고 있다.


김주원 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com