[실리콘 디코드] 엔비디아는 A16, 애플은 A14…TSMC의 '초미세 투트랙' 승부수

인공지능(AI) 반도체 패권 경쟁이 격화되는 가운데, 파운드리(위탁생산) 절대 강자 TSMC가 엔비디아와 애플이라는 두 '큰손'을 잡기 위해 공정 로드맵을 이원화하는 승부수를 띄웠다. 엔비디아에는 차세대 'A16' 공정을, 애플에는 'A14' 공정을 각각 제공하는 맞춤형 전략이다. 이를 위해 TSMC는 대만 남부 사이언스파크(STSP)를 중심으로 생산 지도를 대대적으로 다시 그리고 있다.

1일(현지 시각) 디지타임스 등 외신과 업계에 따르면, 엔비디아는 TSMC의 차세대 공정인 'A16' 노드의 단독 고객 지위를 확보한 것으로 확인됐다. A16은 오는 2027년 양산 예정으로, 생산 거점은 대만 가오슝 P3 팹이 낙점됐다. 엔비디아의 AI 가속기 로드맵에 맞춘 전략적 배치다.

반면 애플은 A16을 건너뛰고 2나노(nm) 세대 진입과 동시에 곧바로 'A14' 노드로 직행할 것이 유력하다. 고객사의 제품 출시 주기와 기술적 요구에 맞춰 최적의 공정을 배분하는 TSMC식 '고객 맞춤형 투트랙' 전략이 본격화된 것이다.

TSMC는 엔비디아발(發) 3나노 주문 폭주에 대응해 STSP 내 생산 라인을 풀가동하는 한편, 같은 지역에 2나노 팹 3기를 추가 건설하는 공격적 확장을 추진 중이다. 신주 바오산, 가오슝, 타이중, 미국 애리조나 등 전 세계 팹의 공정 스케줄도 전면 재조정에 들어갔다.

TSMC의 생산 거점 재편은 숨 가쁘게 진행 중이다. STSP 내 F18B 팹은 3나노 수요 폭증에 맞춰 월 생산량을 13만 장에서 16만 장으로 끌어올렸다. 핵심은 2나노다. TSMC는 STSP 인근에 2나노 팹 3기를 추가 건설하기 위해 부지 확보에 나섰다.

기존 거점들의 역할도 명확해졌다. 신주 바오산 F20 팹의 P1·P2 라인은 2나노 전용으로, P3 라인은 2026년 중반 완공해 2나노와 A14 공정을 병행한다. 가오슝 F22 팹은 더 구체적이다. P1·P2 라인은 순수 2나노 공정을 담당하지만, P3 라인은 2026년 2분기부터 장비를 반입해 엔비디아 전용 'A16' 기지로 탈바꿈한다.

타이중 F25 팹은 2028년 양산을 목표로 P2 라인에 최첨단 'A12' 공정을 도입한다. 미국 애리조나 F21 팹 역시 P2 라인을 3나노로 전환하고, 2029년 가동될 P3와 P4 라인에 2나노 및 A16 공정을 투입해 미국 내 초미세 공정 거점으로 육성한다.


업계는 TSMC의 2나노 월간 생산 능력이 2025년 말 5만 장에서 2026년 10만 장, 2028년 말에는 18만 장까지 급증할 것으로 추산한다. 2029년 STSP 신규 팹과 애리조나 P3가 가세하면 월 20만 장 시대를 열게 된다.
특히 가오슝과 애리조나 팹이 주력할 'A16' 공정은 반도체 판도를 바꿀 게임체인저로 꼽힌다. 전력 공급선을 웨이퍼 뒷면으로 옮기는 '슈퍼 파워 레일(SPR)' 기술을 적용해 신호 처리 공간을 확보했다. 기존 N2P 공정 대비 속도는 10% 빠르고 전력 소모는 20% 줄였다. 칩 밀도도 1.1배 높여 고성능 컴퓨팅(HPC) 칩에 최적화됐다.

TSMC는 미국 내 2나노 생산 비중 30%를 유지하겠다는 목표 아래 설비투자(CAPEX) 고삐를 죄고 있다. 2025년 설비투자액은 420억 달러(약 61조 원), 2026년에는 최대 500억 달러(약 73조원)에 육박할 전망이다. AI 반도체 수요 폭발에 대응해 압도적 생산 능력으로 경쟁사들의 추격을 허용하지 않겠다는 의지다.


박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com