[비즈니스포스트] 대만 TSMC가 올해 하반기 가동하는 첨단 2나노 파운드리(반도체 위탁생산) 공정의 웨이퍼 가격을 이전 3나노 공정 대비 50% 가량 대폭 인상하면서, 애플·엔비디아·퀄컴 등 주요 고객사들이 이탈할 가능성이 나오고 있다.

TSMC의 2나노 첫 고객사로 알려진 애플은 이 공정을 적용한 모바일 프로세서(AP) 제작을 1년 미룬 것으로 전해졌다. 또 엔비디아와 퀄컴도 일부 인공지능(AI) 반도체와 AP 위탁생산 물량을 삼성전자 파운드리에 맡기는 방안을 고려하고 있는 것으로 알려졌다.

이에 따라 전영현 삼성전자 DS부문장 부회장이 2나노 파운드리 공정에서 대형 고객사를 유치할 가능성이 높아지며, TSMC를 추격할 기회를 잡을 수 있을 것이란 관측이 나온다.

3일 반도체 업계 취재를 종합하면 세계 반도체 파운드리 시장에서 점유율 약 60%로 독점적 지위를 차지하고 있는 TSMC가 2나노 공정에서 가격을 대폭 인상하자, 대형 고객사들이 삼성전자 2나노 파운드리를 대안으로 고려하고 있는 것으로 전해졌다.

미국 IT매체 WCCF테크는 대만 언론을 인용, 애플이 올해 3분기 출시할 아이폰17 시리즈에 탑재할 예정이었던 ‘A19’ 애플리케이션 프로세서(AP)를 당초 TSMC 2나노 공정으로 위탁 생산할 예정이었지만, 최근 이를 1년 연기하기로 했다고 보도했다.

애플의 A19 칩은 TSMC 3나노 공정으로 생산될 것으로 예상된다. 애플은 내년 출시할 아이폰18 시리즈용 AP에 2나노 공정을 적용할 것으로 보인다.

애플은 TSMC와 가장 먼저 2나노 공정의 AP 위탁생산 협약을 맺고, 상당 물량을 예약한 것으로 전해졌다. 그러나 애플의 2나노 공정 AP 생산 취소에 따라 TSMC는 적지 않은 타격을 받을 것으로 예상된다.

애플뿐 아니라 다른 대형 고객사들도 TSMC 2나노 파운드리에서 이탈할 조짐을 보이고 있다. 대만 공상시보에 따르면 퀄컴과 엔비디아도 2나노 일부 물량을 삼성전자 파운드리에 맡기는 것을 협의하고 있는 것으로 전해졌다. 

퀄컴은 현재 공급중인 '스냅드래곤 엘리트'의 차기 버전 AP를, 엔비디아는 올 하반기 출시할 차기 AI 반도체 '루빈'의 일부 물량을 삼성전자 파운드리를 통해 생산하는 문제를 검토하는 것으로 보인다.  

TSMC의 2나노 고객사 이탈의 가장 큰 원인은 가격 인상이다.

TSMC는 2나노 공정으로 제작하는 실리콘 웨이퍼 장당 가격을 3나노 공정보다 50% 높은 3만 달러(약 4400만 원)로 책정한 것으로 전해졌다.
  TSMC의 3나노 공정 웨이퍼는 장당 2만 달러였으며, 4나노와 5나노 공정 웨이퍼는 장당 1만5천 달러였다. 

실리콘 웨이퍼는 반도체 제작을 위해 사용되는 원판으로 12인치 크기 하나 당 300~400개의 칩을 생산할 수 있다. 

TSMC가 2나노 공정 가격을 대폭 인상한 것은 연구개발(R&D) 비용, 인건비, 생산설비 구축 투자비용 등에 상당한 자금이 투입됐기 때문인 것으로 분석된다.

또 2나노 공정의 수율(완성품 비율) 문제도 가격 인상에 영향을 미친 것으로 보인다. 

대만 신주 바오산 공장에서 하반기 본격 가동할 예정인 TSMC의 2나노 공정 수율은 60% 대로, 회사가 정한 기준에 미치지 못하는 것으로 알려졌다. 웨이퍼 10장을 생산했을 때 4장이 불량이어서 폐기해야 하는 상황에서 이익률을 맞추기 위해선 웨이퍼 생산 가격을 올릴 수 밖에 없다는 것이다.

TSMC 2나노 가격 인상과 고객사 이탈은 삼성전자 파운드리가 살아날 수 있는 기회가 될 것으로 보인다. 3나노 공정에서 대부분 주요 고객사를 TSMC에 빼앗기며 적자를 겪고 있는 삼성전자 파운드리 사업부는 2나노 공정으로 승부를 걸고 있다. 삼성전자 세계 파운드리 시장 점유율은 지난해 3분기 말 9.3%로 10% 아래로 곤두박질쳤다.

삼성전자 파운드리의 2나노 초기 수율은 3나노 공정 때보다 좋은 결과를 보이는 것으로 전해졌다. 회사는 현재 일부 주요 고객사들과 생산 테스트를 진행하고 있으며, 올 상반기 중 2나노 시범 생산에도 돌입할 예정이다.

삼성전자 파운드리 사업부는 현재 2나노 공정에서 AI 반도체를 설계하는 일본 PFN과 자율주행차용 칩 설계사인 미국 암바렐라를 고객사로 확보했다. 여기에 애플, 엔비디아, 퀄컴 등 대형 고객사를 추가로 확보한다면 삼성전자 파운드리는 다시 부활할 기반을 마련할 수 있을 것이란 관측이 나온다.

다만 삼성전자가 2나노 공정에서 대형 고객사를 확보하려면 수율을 빠르게 끌어올리는 동시 TSMC보다는 낮은 가격을 제시해야 할 것으로 분석된다. 삼성전자는 올해 하반기 2나노 파운드리 공정 가동에 들어갈 예정이다. 김호현 기자