TSMC, ‘AI 혁명 숨은 설계자’로 부상…세계 기술 패권의 핵심 축

대만 반도체 제조회사(TSMC)가 인공지능(AI) 혁명과 글로벌 기술 환경을 형성하는 핵심 기업으로 부상했다. 세계 최고의 순수 반도체 파운드리인 TSMC는 세계에서 가장 진보된 로직칩의 거의 90%를 제조하고 있으며, 2025년 2분기 기준 전 세계 순수 파운드리 시장 점유율 70.2%를 차지하고 있다고 4일(현지시각) 파이낸셜콘텐츠가 보도했다.

TSMC의 시장 지배력은 기술 발전에 대한 끊임없는 추구와 급성장하는 AI 부문과의 전략적 연계에 기인한다. TSMC는 자체 AI 칩을 설계하지 않지만 엔비디아, 애플, AMD, 퀄컴 등 업계 거대 기업의 AI 시스템을 구동하는 최첨단 실리콘을 제조한다.

회사는 5nm 공정 노드를 2020년 2분기 대량 생산에 돌입시켰으며, 극자외선(EUV) 리소그래피를 광범위하게 사용해 이전 제품 대비 로직 밀도 80% 증가, 성능 15% 향상을 달성했다. 3nm 공정은 2022년 12월 양산을 시작했으며, 5nm 대비 로직 밀도 최대 70% 증가와 전력 소비 25~35% 감소를 제공한다.

가장 중요한 변화는 2024년 위험 생산, 2025년 대량 생산 예정인 2nm 공정 노드다. 이 노드는 근본적 한계에 도달한 FinFET를 대체하는 GAAFET(게이트 올 어라운드) 트랜지스터, 특히 나노시트 기술을 선보일 예정이다.
2028년까지 양산되는 1.4nm 공정은 2세대 GAAFET 나노시트 기술을 활용해 2nm 대비 성능 10~15% 향상 또는 전력 소비 25~30% 감소를 제공할 전망이다.

AI 관련 애플리케이션만으로도 TSMC의 2025년 2분기 매출의 60%를 차지하며, AI 시대에서 중추적 역할을 입증했다.

엔비디아는 AI 훈련 및 추론 작업의 중추를 형성하는 업계 최고 GPU를 위해 TSMC의 고급 노드와 CoWoS 같은 첨단 패키징 기술에 크게 의존하고 있다. 구글, 아마존, 마이크로소프트 같은 하이퍼스케일러도 특정 AI 워크로드 최적화를 위해 TSMC에서 제조한 맞춤형 AI 칩을 설계하고 있다.

모닝스타의 펠릭스 리 애널리스트는 TSMC가 특히 대량 생산 및 수율 통제 측면에서 삼성, 인텔 같은 주요 글로벌 기업보다 약 3세대 앞서 있다고 추정한다.

첨단 칩 제조에 대한 TSMC의 거의 독점은 글로벌 기술 리더십과 국제 관계에 지대한 영향을 미친다. TSMC는 전 세계 반도체의 절반 이상, 가장 정교한 칩의 90%를 제조한다. 이러한 기술 우월성은 대만을 "실리콘 실드"라 불리는 지정학적 중요성의 중심지로 변화시켰다.

그러나 대만 집중은 심각한 공급망 위험을 초래한다. TSMC 창립자 모리스 창은 애리조나 칩 비용이 대만보다 50% 높아 전 세계 첨단 기술 가격 상승을 초래할 수 있다고 경고했다.

TSMC는 2025년까지 10개 신규 공장을 목표로 야심 찬 확장 계획을 추진 중이다. 미국 애리조나에서는 3개 팹, 2개 첨단 패키징 시설, R&D 센터에 총 1,650억 달러를 투자한다. 일본에서는 6nm, 7nm, 40nm 칩을 위한 두 번째 구마모토 팹이 계획되어 있으며, 독일 드레스덴의 첫 팹은 2024년 9월 건설을 시작할 예정이다.

과제도 중요하다. 지정학적 긴장, 특히 미중 기술 경쟁이 TSMC 운영에 계속 영향을 미치고 있다. 막대한 자본 지출과 높은 운영 비용으로 TSMC는 2026년부터 5nm 미만 고급 노드에 대해 5~10% 가격 인상을 계획하고, 2nm 웨이퍼는 50% 급등 가능성이 있다.

TSMC의 2025년 3분기 실적 보고서는 10월 16일 발표 예정이며, AI 수요 관련 업데이트와 2nm 공정 개발 진행 상황이 주목받을 전망이다.


신민철 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com