삼성 파운드리 2나노 60% 벽 넘었다…전력 효율 잡아 흑자 전환 시동

삼성전자의 1세대 2나노미터 파운드리 공정 수율이 최근 60% 수준에 근접했다.

해외 정보기술(IT) 전문매체 새미구루는 2026년 9월 29일(현지시각) 삼성전자가 게이트올어라운드(GAA) 기반 1세대 2나노 공정 수율을 개선하며 대량 생산 토대를 마련했다고 보도했다. 공정 안정화 국면에 들어선 만큼 외부 고객사를 추가로 확보해야 수년간 이어진 파운드리 사업 적자 고리를 끊어낼 수 있다.


삼성전자의 1세대 2나노미터 공정 수율은 2025년 중반 30% 수준에 머물렀다. 삼성전자는 지난 1년 동안 공정 최적화 작업을 거쳐 수율을 지속해서 끌어올렸다. 생산 수율은 2026년 9월 기준 약 60% 수준에 도달하며 안정화 단계에 들어섰다.
올해 초 거론된 60% 초과 기록은 시험 생산 단계의 일시적 수치였다는 평가가 나온다. 새미구루는 당시 수치가 초기 파일럿 생산 결과일 가능성을 제시하며 최근 집계된 60% 수준이 실질적인 양산 안정화 수율이라고 설명했다.

삼성전자는 1세대 2나노미터 공정을 적용해 모바일 두뇌 역할을 하는 애플리케이션 프로세서 엑시노스 2600을 생산한다. 주요 생산 거점은 경기도 화성 사업장 S3 라인이다. 이곳에서 양산되는 칩은 차세대 갤럭시 S26 일부 기종에 탑재될 것으로 알려졌다.


수율 안정화 이후 맞닥뜨린 핵심 과제는 완제품에서의 전력 효율 확보다. 실제 기기 구동 환경에서 일관된 전력 효율을 입증하지 못하면 생산 수율이 높아도 해외 고객사의 신뢰를 얻기 어렵다.

일부 유출 테스트 결과에 따르면 엑시노스 2600은 동일 작업 조건 기준 퀄컴 스냅드래곤 칩보다 전력 소모가 많은 것으로 나타났다. 삼성전자는 칩의 소비전력과 발열 억제, 동작 안정성 검증에 공정 개발 인력을 집중 투입하고 있다.

이와 함께 2세대 2나노미터 공정 개발도 속도를 내고 있다. 2세대 공정은 1세대 대비 성능 12% 향상, 전력 소모 25% 절감, 칩 면적 8% 축소를 목표로 설정했다. 칩 면적을 줄이면서 성능과 소비전력을 동시에 개선해 기술 격차를 좁힌다는 구상이다.
반도체 업계 한 관계자는 "수율 60% 근접과 전력 효율 개선 작업 착수는 의미 있는 반등 신호"라며 "외부 칩 설계 고객사를 추가로 확보해야 수년간 이어진 파운드리 손실을 만회할 수 있다"고 말했다.


1세대 2나노미터 공정 정상화는 한국 시스템반도체 생태계 전반에 긍정적인 영향을 준다. 초미세 공정 수율 안정화는 모바일 칩의 원가 경쟁력을 높이고 글로벌 대형 팹리스를 상대로 한 위탁 생산 수주 협상력을 끌어올리는 연결고리로 작용한다. 현재 삼성전자의 외부 2나노미터 위탁 생산 계약 규모는 공식 발표되지 않았다.

선결 과제는 전력 소비와 발열을 낮춰 플래그십 모바일 기기 내 자체 칩 탑재 비중을 안정적으로 방어하는 일이다. 이어 차세대 2세대 공정을 순조롭게 도입해 북미 주요 팹리스 고객사 물량을 수주해야 파운드리 사업 흑자 전환이 가능하다.

반면 퀄컴 대비 전력 효율 열세를 조기에 좁히지 못해 북미 대형 고객사 유치에 실패하면 흑자 전환은 지연될 수밖에 없다. 공정 수율 60% 달성이 실질적인 실적 턴어라운드로 이어지기 위해서는 전력 효율 격차 축소와 외부 고객사 수주 계약이라는 두 가지 조건이 검증돼야 한다.


김주원 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com