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TSMC 파운드리 아성 깨질까… 세계 초미세 공정 전쟁 본격
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[경제인사이드] TSMC 파운드리 아성 깨질까… 세계 초미세 공정 전쟁 본격

(출처: 뉴시스)
(출처: 뉴시스)

세계는 파운드리 생산 전쟁 중 <1>

파운드리 ‘올인’한 TSMC 독주 체제

삼성전자 추격… 인텔 가세 ‘치열’

인텔 CPU 위탁, 삼성전자 아닌 TSMC에 맡길 가능성 커

TSMC는 직접 설계나 디자인을 하지 않고 파운드리 제조 기술에만 집중하고 있어 고객사의 신뢰를 더 얻고 있다. 삼성전자는 이 같은 상황을 극복할 경영전략을 추구해야 한다.

 

인텔 도전장에 파운드리 경쟁 치열

선두주자인 TSMC와 삼성전자 3나노 양산을 공식화했다. 인텔은 2024년 업계에서 가장 앞선 1.8나노 공정을 도입한다는 목표를 발표했다.

ⓒ천지일보 2022.4.21
ⓒ천지일보 2022.4.21

전 세계 파운드리(반도체 위탁생산) 경쟁이 점점 치열해지는 양상이다. 반도체 수요가 공급을 앞지르는 상황이 지속하는 가운데 대만의 TSMC 독주 체제가 견고해지고 있다. 삼성전자는 대규모 투자와 기술 양산으로 TSMC를 뒤쫓고 있으며 인텔은 파운드리 재진출을 선언하며 왕좌를 되찾기 위해 걸음을 재촉하고 있다.

◆‘파운드리 신화’ 대만 TSMC… 점유율 절반 이상

반도체는 미국의 벨 연구소에서 근무하던 윌리엄 쇼클리, 월터 브래튼, 존 바딘 박사 3명이 한팀이 돼 개발 실패를 거듭하다가 1947년 12월 16일 트랜지스터를 개발하면서 탄생했다. 이후 미국에서는 인텔, 텍사스 인스트루먼트, AMD, 페어차일드 등이 메모리반도체와 비메모리반도체(시스템반도체)를 양산했으나 일본의 도시바, 히타치, 샤프, NEC 등에서 반도체를 개발·생산하면서 반도체의 패권은 일본에 넘어갔다.

그러나 1983년 삼성전자가 64K 디램을 세계에서 세 번째로 개발하고 투자와 연구개발을 과감하게 추진한 결과 메모리반도체 분야에서 1993년 정상에 오른 이후 1위를 유지하고 있다. 다만 개당 반도체칩의 가격이 상대적으로 높은 시스템반도체는 미국의 인텔, AMD 등이 여전히 정상을 차지 중이다.

이 가운데 대만의 반도체 대부로 존경 받는 모리스 창(중국명 장중마오) 박사가 파운드리 생산 분야에 도전장을 던졌다. 대만이 1979년 발생한 2차 오일쇼크 위기를 무난하게 벗어난 시기 모리스 창 박사는 팹리스 회사로부터 하청을 전담하는 파운드리 사업이 미래 대만의 경제를 떠받칠 수 있다고 판단하고 1987년 56세라는 적지 않은 나이에 TSMC(Taiwan Semiconductor Manufacturing Company)를 창업한다.

당시 대만 정부도 TSMC를 긍정적으로 수용하고 적극 지원하는데 이를 공기업 개념으로 보고 직접 투자했다. 현재 TSMC 본사와 공장은 대만 수도 타이베이에서 멀지 않은 신주현 신주과학단지에 위치했으며 향후 일본, 미국 등에 대규모 파운드리 공장 투자를 계획 중인 것으로 알려졌다.

모리스 창 박사는 이후 30여년간 경영을 하며 TSMC를 세계 1위 파운드리 회사로 키워나갔다. 2005년 고령을 이유로 최고경영자(CEO) 자리를 후배에게 물려주고 은퇴했으나 4년 후 TSMC의 매출이 반 토막 나자 대만 정부와 대주주들의 복귀 요청에 다시 CEO 자리로 돌아왔다. 당시 그는 1년 만에 매출액을 30% 이상 다시 끌어올렸으며 2018년 다시 모든 직책을 내려놓았다.

TSMC는 파운드리 분야에서 제일 큰 회사로 전 세계 유명 반도체 설계회사인 애플, 퀄컴, VIA, 엔비디아, 삼성전자 등을 고객사로 유치 중이다. 이뿐 아니라 TSMC는 ATI Technology, 브로드컴, 코넥산트, 마벨 등 다수의 팹리스 첨단기술회사도 고객사로 두고 있으며 미국에서는 자회사로 웨이퍼테크(Wafer Tech Limited Liability company)라는 또 다른 팹리스 업체를 운영하고 있다. 여기에 반도체 회사 LSI 로직에서는 TSMC 웨이퍼를 재판매 하고 있다.

작년 4분기 TSMC의 파운드리 세계시장 점유율은 52.1%에 달했다. 매출액은 157억 4800만 달러(약 17조 4800억원), 순이익은 82억 3000만 달러(약 10조 1200억원)를 달성했다. 참고로 삼성전자의 파운드리 시장 점유율은 18.3%로 TSMC의 3분의 1 수준이다. 이어 대만 UMC이 7%, 미국의 글로벌파운드리리스가 6.1%, 중국 SMC 5.2%, 대만 PSMC 2%, 대만 VS 1.5%, 이스라엘타워 1.4%, 중국 넥스칩 1.2% 등의 점유율을 차지했다.

◆인텔, 파운드리 도전장… 삼성·TSMC와 경쟁

1994년 대만 증시에 상장한 TSMC의 주가는 현재 약 3000% 비약적인 성장을 했다. TSMC의 폭발적인 성장 배경으로는 첫째 파운드리 전문기업으로 ‘올 인’을 했다는 점이다. 따라서 컴퓨터 핵심 부품을 개발하고 생산 판매하는 AMD의 CPU 칩셋을 납품 중인 TSMC가 AMD의 최대 경쟁사인 인텔의 서버용 중앙처리장치(CPU) 칩셋도 향후 공급할 가능성이 크다고 판단한다.

둘째로 TSMC는 직접 설계나 디자인을 하지 않고 파운드리 제조 기술에만 매달려 온 만큼 고객사와의 신뢰 관계를 탄탄하게 유지하고 있다. 이는 삼성전자가 자체적으로 다양한 반도체 및 칩셋을 설계하고 생산하는 종합반도체 회사(IDM: Integrated Device Manufacturer)와는 업의 개념이 다르다. TSMC는 ‘주요 고객사와는 경쟁하지 않는다’라는 모토를 경영이념으로 삼고 고객이 디자인한 제품에 대한 생산 기술에만 전념하는 반면 삼성전자나 인텔, 퀄컴 등은 시스템 LSI부터 모바일 CPU에 이르기까지 자체적으로 칩셋을 설계하고 생산·판매하고 있기 때문이다. 즉 인텔의 입장에서는 TSMC가 자사의 CPU 설계기술을 모방할 의지가 없음을 증명해 왔기 때문에 장기적으로 안심하고 위탁생산을 맡길 수 있다는 설명이다.

셋째로 TSMC는 주요 고객이었던 중국 화웨이의 칩을 부득이 생산 중단하면서 생산능력(Capa, 캐파)에도 여유가 생겼다. TSMC로서는 현재 여유 있는 캐파에 인텔의 CPU 제품을 수주한다면 생산 가동률을 높일 수 있는 절호의 기회가 될 것으로 보이며 인텔에서는 추가 투자를 줄일 수 있으므로 가격 경쟁력도 동시에 확보가 가능하다고 필자는 판단한다.

위와 같은 이유로 인텔의 CPU 위탁 생산업체는 삼성전자가 아닌 TSMC가 될 가능성이 크다. 이에 삼성전자는 이와 같은 불리한 상황을 극복할 경영전략을 추구해야 하는 상황이다. 필자는 삼성전자가 신규 투자한 평택과 미국 공장을 본격적으로 가동해 파운드리 시장의 점유율을 점차적으로 높이고 TSMC보다 한 수 위의 나노기술 확보로 생산수율을 높여 원가 경쟁력을 높여 나가야 한다고 제안한다.

현재 삼성전자와 TSMC는 3나노미터 기술 확보에 도전 중이고 3나노 성공 시 내년에는 2나노에 도전할 계획이다. 최근 인텔의 펫 겔싱어 CEO도 2024년까지 삼성전자와 TSMC를 넘어 1.8나노 기술을 확보하겠다며 파운드리 시장에 도전장을 내밀었다.

세계 반도체 시장이 눈에 보이지 않는 파운드리 나노 생산 기술 전쟁에 본격 돌입한 것이다.

박광수 한국과학기술원 자문위원

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