삼성, 440억 달러 투자로 반도체 생태계 강화 나선다

삼성전자는 440억 달러를 투자하여 텍사스주 테일러시에 반도체 공장 두 곳과 첨단 패키징 연구개발 센터를 건설하고 있다. 최근 미국 상무부는 TSMC에 대해 7nm 이하 공정에서 생산된 반도체의 중국 수출을 금지하라는 요구를 했다. 이러한 결정은 반도체 업계에 큰 영향을 미치고 있으며, TSMC는 화웨이에 AI 프로세서를 공급해온 경험이 있다. 미국 정부는 AI 학습 관련 칩의 대중국 수출을 제한하는 방향으로 정책을 정하고 있다.

현재 미국이 규제하는 칩의 기준에는 트랜지스터 수, 칩 크기, 고대역폭 메모리(HBM) 탑재 여부, 패키징 방식 등이 포함된다. TSMC가 7nm 이하 공정에서 생산한 칩의 대중국 수출이 금지되면, 중국의 반도체 설계 회사들은 다른 파운드리 기업으로 전환할 수밖에 없다. TSMC의 2024년 3분기 매출 중 67%가 선단 공정에서 발생할 것으로 예상되며, 규제가 매출에 5~8%의 악영향을 줄 것으로 보인다.

TSMC는 전 세계 파운드리 시장에서 61.7%의 점유율을 차지하고 있어, 규제가 시행되면 다른 회사들이 시장 점유율을 확대할 기회를 얻게 된다. 삼성전자는 TSMC에 대항할 수 있는 유일한 기업으로, 주요 고객은 테슬라와 구글이며, 자체 반도체 설계와 파운드리 서비스를 함께 제공하고 있다. 삼성전자의 3nm 공정은 GAA(Gate-All-Around) 기술을 사용하나, 예상보다 낮은 수율 문제에 직면해 있다.

삼성전자의 3nm 공정은 수율이 50~60%에 머물며, 2세대 공정에서는 20%로 추정된다. 수율 불량이 발생할 경우 고객사와의 계약 조건에 따라 경제적 부담이 생길 수 있다. TSMC는 고객 확보를 위해 삼성전자의 고객사들을 흡수하고 있으며, 삼성은 2nm 공정 개발을 목표로 하고 있다.

반도체 제조 공정의 복잡성과 기술적 한계로 인해 수율이 낮아지는 문제는 계속해서 발생하고 있다. 제조 과정에서의 결함이나 최적화 부족이 수율에 부정적 영향을 미치는 것으로 분석된다. 선단 공정의 까다로움은 이를 더욱 어렵게 만든다.

한편, TSMC는 애리조나 반도체 파운드리 공장 건설 일정이 연기되면서, 트럼프 행정부 출범을 우려하는 목소리가 나오고 있다. 일각에서는 TSMC가 2nm 공정에 대한 추가 투자를 발표할 가능성이 있다고 전망하고 있다. 이러한 변화는 미중 간의 갈등 및 대만의 정치적 압박과 관련이 있으며, 삼성전자는 수율 문제 해결 시 큰 성장을 할 수 있는 기회를 맞이할 것이다.

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