3나노시장서 갈지자 행보 TSMC, 웨이퍼 단가도 인상…삼성에 호재?

[아이뉴스24 장유미 기자] 파운드리(반도체 위탁생산) 선단공정에서 삼성전자와 경쟁하고 있는 TSMC가 연내 양산할 계획인 3nm(나노미터, 10억분의 1m) 기반 웨이퍼 단가를 25% 인상할 것이란 관측이 나왔다. 4~5나노 공정에서 잇단 고객사 이탈로 어려움을 겪던 삼성전자가 이번 일로 3나노 이하 공정에서 다시 기회를 잡을 지 기대가 모아진다.

24일 대만 디지타임스 등 외신에 따르면 TSMC가 올해 말 양산을 시작할 3nm 공정 12인치 웨이퍼의 단가는 2만 달러(한화 약 2천700만원)를 넘어설 것으로 예상된다.

TSMC는 대외적으로 웨이퍼 가격을 공개하지 않는다. 다만 업계에선 TSMC의 3nm 공정 가격이 기존 5nm 공정 웨이퍼 단가 1만6천 달러(약 2천150만원)보다 25%, 1만 달러(약 1천350만원)인 7nm보다 2배나 오를 것으로 봤다.

삼성전자의 3nm 공정 가격이 어느 정도인지 아직 알려지진 않았으나, TSMC의 3nm보다 가격 측면에서 경쟁력이 있을 것이란 평가가 지배적이다. 또 내년 파운드리 가격을 3~6% 인상하겠다는 계획을 밝힌 TSMC가 3nm 웨이퍼 가격까지 올리면 기존 인상 계획과 별도로 선단공정의 추가 가격 상승으로 이어져 고객사들의 불만이 커질 것으로 봤다.

업계 관계자는 "시장 불황으로 애플, 엔비디아 등 주요 고객사들이 주문량을 조정하고 있는 상태에서 TSMC의 가격 인상안을 받아들일 지 주목된다"며 "TSMC의 웨이퍼 단가 상승이 고객사와 소비자에게 전가될 가능성이 높다"고 말했다.

이어 "특히 내년 아이폰 15 시리즈에 A17 칩, 맥 제품에 M3칩을 사용할 예정인 애플의 경우 TSMC의 3nm 공정으로 생산될 가능성이 높다"며 "웨이퍼 생산 단가의 상승이 칩의 생산 단가의 상승으로 이어지고, 결국 소비자에 판매되는 완제품의 가격 상승까지 이어질 것"이라고 전망했다.

이에 업계에선 삼성전자가 더 낮은 가격에 3nm 반도체를 공급할 경우 고객사를 확보하는 데 TSMC보다 더 유리할 것으로 봤다. 앞서 삼성전자는 지난 6월 GAA(게이트올어라운드) 공정을 적용한 3nm 파운드리 양산에 돌입한 상태로, TSMC보다 3nm 공정을 먼저 시작했다.

다만 삼성전자는 3nm 공정 수율에 대한 신뢰가 관건이 될 것으로 보인다. 삼성전자는 5nm부터 수율 문제로 어려움을 겪었고, 4nm 역시 낮은 수율로 고객사들의 외면을 받은 바 있다. '스냅드래곤8 1세대'를 삼성전자 4nm 공정에서 생산하다 품질 논란 이후 '스냅드래곤8 2세대'를 TSMC에서 생산했던 퀄컴이 대표적이다. 엔비디아 역시 지난 9월 그래픽처리장치(GPU) 차기작 'RTX40' 시리즈를 선보이면서 제조사로 삼성전자가 아닌 TSMC를 택했다.

이는 경계현 삼성전자 DS부문 사장도 인정한 부분이다. 경 사장은 "4nm와 5nm에서 TSMC보다 개발 일정과 수율 등에서 뒤처졌다"고 말한 바 있다.

그러나 3nm 공정에선 삼성전자가 주도하는 분위기다. TSMC 보다 먼저 시작해 경쟁력과 수율 안정성 면에서도 더 낫다는 평가도 나오면서 고객사 확보에도 청신호가 켜진 모습이다. 업계에선 삼성전자가 엔비디아와 퀄컴, IBM, 바이두 등에 오는 2024년께부터 3nm 공정으로 생산한 고성능컴퓨팅(HPC) 칩을 공급할 것으로 전망했다.

삼성전자도 자신감을 드러내고 있다. 심상필 삼성전자 파운드리사업부 부사장은 지난 15일 기관투자자를 대상으로 한 사업설명회에서 "4~5nm에서는 TSMC에 뒤처졌지만, 3nm는 다르다"며 "3nm 공정은 게임체인저"라고 강조했다.

삼성전자는 2027년까지 파운드리 생산량을 2022년 대비 3배 이상 확대해 TSMC와의 점유율 격차를 좁히겠다는 계획이다. 또 3nm 공정 개선도 함께 진행 중으로, 2024년에는 3nm GAA 2세대 공정 양산을 시도할 예정이다. 2세대 3nm 공정은 같은 기준으로 전력 50% 절감, 성능 30% 향상, 면적 35% 축소 등의 효과가 기대된다.

반면 TSMC는 당초 9월에 3nm 공정 양산에 나설 계획이었지만 재차 연기했다. 또 올해 연말까지 3nm 공정에서 월 4만4천 장을 생산할 계획이었지만 주문량이 급감해 양산에 나서도 월 1만 장 생산에 그칠 것으로 알려졌다.

업계 관계자는 "TSMC가 3nm 양산을 미루는 것은 주요 고객사로 알려진 애플과 인텔 등이 3nm 주문량을 줄이고 있기 때문으로 보인다"며 "고객사가 필요한 시점에 TSMC가 양산하지 못한다면 앞으로 삼성전자가 3nm 시장에서 주도권을 잡을 가능성이 높다"고 밝혔다.