“삼성 3나노 수주 어쩌나”…TSMC, 인텔·AMD·퀄컴 등 대형 고객 잇따라 확보

[테크월드뉴스=박규찬 기자] TSMC를 따라잡겠다던 삼성전자가 최근 3나노 수주에 잇따라 실패하며 TSMC와의 파운드리 경쟁 구도에서 격차가 더 벌어질 것으로 예상된다.

30일 업계 소식에 따르면 최근 인텔의 ‘루나레이크 플랫폼’ CPU 칩렛, AMD ‘Zen5c 코어’, 퀄컴 ‘스냅드래곤 8 4세대’ 모두 대만 파운드리 기업인 TSMC의 3나노 공정(N3B, N3E)으로 제조될 가능성이 클 것으로 예상된다.

반면 삼성전자는 지난 10월 에이디테크놀로지와 합작해 해외 팹리스의 3나노 서버향 반도체 생산 계약이 전부다.

또한 올해 초 퀄컴으로부터 수주를 예상했던 ‘스냅드래곤 8 4세대’ 3나노 공정이 TSMC로 넘어가게 되면서 향후 3나노 전쟁에서 삼성전자의 입지는 더 좁아질 전망이다.

이 같은 현상은 세계 최초로 GAA 기술을 3나노 공정에 도입한 삼성전자이지만 아직 업계에서는 TSMC의 3나노 핀펫(FinFET) 공정이 수율이나 안정성 면에서 삼성전자의 GAA(게이트 올 어라운드) 기술보다 신뢰하고 있는 것으로 보여진다.

삼성전자 관계자는 “현재 3나노 공정의 정확한 수율을 밝힐 수는 없지만 최근까지도 여러 고객사와 협의를 진행하고 있는 만큼 이제는 어느 정도 안정적인 궤도에 올라왔다”며 “GAA 기술이 핀펫보다 앞선 기술임은 확신하기 때문에 2나노에 GAA 기술을 적용할 예정인 TSMC보다 3나노에 먼저 적용한 삼선정자가 미래 기술적인 경쟁력에서는 더 유리하다”고 말했다.

▶인텔, 루나 레이크 CPU 칩렛...2024년 상반기 양산
최근 인텔이 2024년 이후 투입을 계획하고 있는 차세대 CPU인 ‘루나 레이크 플랫폼’의 CPU 칩렛을 TSMC의 3나노 공정 파생형 중 하나인 ‘N3B’으로 제조할 것으로 보인다.

이를 보도한 대만 경제일보에 따르면 tGPU(tile GPU) 및 NPU에 대해서도 TSMC의 3나노 공정 제조위탁이, 고속 I/O칩렛에 대해서는 5나노에서 제조위탁이 이뤄졌으며 TSMC는 인텔의 차세대 CPU 주요 칩렛 주문의 대부분을 받게 된 것으로 보인다. 이 양산은 2024년 상반기에 시작될 예정인 것으로 알려졌다.

과거 TSMC는 인텔로부터 아톰 CPU를 제조 수탁한 적이 있었고 최근에는 tGPU나 고속 I/O칩 등 메인스트림 CPU 이외의 제조도 수탁하는 콜라보레이션의 가속화가 진행되고 있다.

▶AMD Zen5c 코어, TSMC 3나노…삼성은 4나노?
AMD는 Zen5c 코어(개발코드명 Promethus)로 TSMC의 3나노 공정과 삼성의 4나노 공정을 동시에 이용하는 ‘Dual Foundry Mode’를 채택할 가능성이 있다고 대만 트렌드포스가 보도했다.

업계 관계자에 따르면 “AMD가 TSMC와 삼성 듀얼 소스를 선택하는 것은 TSMC에만 의존하는 리스크 경감을 위한 전략적 조치일 수도 있다”며 “아울러 삼성의 4나노 공정은 주로 프로메테우스의 베이스 버전에 이용되며 TSMC의 3나노 프로세스가 하이엔드 버전에 채택될 예정”이라고 말했다.

이어 AMD와 삼성의 제휴가 성공하면 다른 기업들도 삼성에 제조 위탁할 가능성이 높아질 것으로 보이지만 삼성의 3나노 공정이 아닌 4나노 공정을 채택하는 것은 잠재적 수율 문제가 원인일 가능성도 지적되고 있다.

▶퀄컴, 스냅드래곤 8 4세대
퀄컴도 삼성 파운드리 대신 TSMC 3나노를 택했다. 지난 11월 22일 중국 언론 등에 따르면 퀄컴의 차기 모바일 플랫폼 ‘스냅드래곤 8 4세대’ 칩이 삼성파운드리 대신 대만 TSMC 2세대 3나노 공정인 N3E을 사용해 위탁 생산될 것이라고 밝혔다.

이에 따르면 퀄컴과 미디어텍은 모두 TSMC 2세대 3나노 공정(N3E)을 사용해 ‘스냅드래곤 8 4세대’와 ‘Dimensity 9400’ 칩을 위탁 생산할 계획인 것으로 나타났다.

TSMC 2세대 3나노 공정(N3E)은 현재 아이폰15 프로 시리즈에 탑재되는 A17 프로 제조에 사용되고 있는 1세대 3나노(N3B)보다 성능 및 효율성이 향상된 것이 특징이다.

TSMC 관계자는 “현재 3나노 공정을 사용해 월 6~7만 장의 웨이퍼를 생산 중이며 내년 말까지 10만 장으로 늘릴 계획”이라며 “아울러 전체 매출에서 3나노가 차지하는 비중은 5%에 불과하지만 내년까지는 10% 늘어날 것으로 예상된다”고 말했다.

한편 삼성파운드리는 오는 2030년까지 TSMC를 제치고 시스템 반도체 1위를 달성한다는 '시스템 반도체 비전 2030'를 선언하고 핀펫보다 앞선 기술인 GAA 기술을 3나노에 도입했지만 아직까지 대형 고객은 확보하지 못한 것으로 알려졌다.