반도체 위탁생산을 전문으로 하는 파운드리 시장의 경쟁구도가 변화하고 있다. 대만의 TSMC가 주도하고 한국의 삼성전자가 추격하는 모양에서 인텔이라는 새로운 플레이어가 뛰어들며 3강 구도로 개편될 전망이다. 이른바 ‘파운드리 삼국지’의 시작이다.
먼저 TSMC와 삼성전자의 경쟁을 살펴보자. 두 회사는 2022년 말을 기점으로 현재 기준으로 최신 공정인 3나노미터 양산을 앞다퉈 발표하며 경쟁을 이어가고 있다. 하지만 둘의 점유율 격차는 쉽게 줄어들지 않는다. 올해 1분기를 기준으로 글로벌 파운드리 점유율 기준으로 TSMC가 59.0%로 압도적인 1위를, 삼성전자가 13.0%로 확고한 2위를 지키고 있다.
지난해 같은 분기를 기준으로 TSMC가 53.6%, 삼성전자가 16.3%였던 것에 비하면 오히려 격차가 벌어졌다. 격차가 벌어지는 이유는 머니 게임과 반도체 수요의 감소, 둘로 정리할 수 있다. 머니 게임은 말 그대로 두 회사의 투자금 차이이다. 생산 설비를 갖춰야 하는 파운드리 산업의 특성 상 투자를 더 많이 집행한 기업이 더 많은 과실을 가져가는 구조다.
이런 관점에서 볼 때 지난해를 기준으로 TSMC는 한화로 45조원을, 삼성은 파운드리 부문에 15조원을 투자했다. 3배의 투자 격차가 3배 이상의 점유율 격차로 나타나는 셈이다. 이 격차는 최신 공정에 반드시 필요하다는 EUV 장비의 보유의 격차로도 이어진다.
두 회사 모두 연간 출하량 50여대에 불과한 이 장비를 한 대라도 더 가져오기 위해 안간힘을 쓰고 있지만 더 일찍, 더 많은 돈을 투자해온 TSMC가 삼성전자 대비 두 배 가까이 많은 양을 보유하고 있다.
반도체 수요가 감소한 것도 두 회사의 격차를 다시 벌려놨다. 반도체 수요가 많을 때에는 물량을 맞추기 위해 TSMC와 삼성전자에 나눠 발주하던 고객사들이, 생산량을 줄이면서는 TSMC한 곳에 주문을 집중하면서 다시 격차가 벌어졌다는 분석이다.
이처럼 두 기업이 치열한 공방을 벌이는 시작에 새로운 플레이어가 등장했다. 바로 인텔이다. 2021년 초 인텔의 CEO로 취임한 팻 겔싱어는 혁신안인 ‘IDM 2.0’을 내놓으면서 파운드리 사업 진출을 발표했다. 이후 인텔은 압도적인 자금력을 바탕으로 설비 투자에 나서고 있는 상황이다.
200억달러를 들여 애리조나주에 팹(공장) 2개를 건설하기 시작했고, 오하이오주에는 대규모 반도체 도시를 건설하기 시작했다. 1000억달러를 퍼부어 6개 이상의 초미세 공정이 가능한 공장을 지어 ‘반도체 도시’로 만든다는 구상이다. 이스라엘, 독일을 비롯한 국가에도 팹을 건설하고 있다.
아직은 인텔의 위협이 직접적이지는 않지만, 팹이 완성되고 나면 그동안 쌓아온 기술력과 자금을 바탕으로 TSMC와 삼성 모두에게 위협이 될 수 있다. 파운드리 산업이 3강 체제로 개편할 가능성이 여기서 제기된다.
이에 삼성전자도 승부수를 던졌다. 바로 최근에 도입한 ‘게이트 올 어라운드'(GAA) 기술이다. GAA는 최신 반도체 공정 기술인데, 삼성전자는 이 기술을 바탕으로 TSMC보다 먼저 3나노미터 공정에 돌입했다. TSMC 역시 삼성전자에 뒤이어 3나노미터 공정에 돌입했지만, GAA 기술이 아닌 기존 ‘핀펫'(FinFET) 기술을 활용했다. 결국 GAA를 활용한 첨단 공정은 삼성전자가 앞서가고 있는 셈이다.
이 베팅의 결과는 어떻게 될까. 아마도 2025년이 이 베팅의 결과를 확인할 수 있는 시점이 될 전망이다. 삼성과 TSMC, 인텔 모두 현재의 3나노 공정보다도 더 진보된 2나노미터 공정의 도입 시기를 2025년으로 잡고 있기 때문이다. 모든 기업이 2나노미터 단계에서는 GAA 방식 채택을 예고했는데, 이때 선제적으로 GAA를 도입한 삼정전자가 기술 우위에 설 가능성이 있다.
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