미국과 중국의 ‘반도체 전쟁’이 갈수록 격화하는 가운데 워싱턴이 베이징의 ‘초미세 반도체 굴기’를 원천 차단하고자 초강수를 뒀다. 반도체 제조 장비에 대한 수출 통제 기준을 기존 10나노미터(㎚·10억분의1ｍ)에서 14㎚로 끌어올렸고, ‘중국과 분리된 첨단 반도체 공급망’을 만들고자 일본 정부와 손잡고 ‘경제판 2+2’ 대화도 발족했다. 30일(현지시간) 블룸버그통신은 “최근 미 상무부가 자국 내 반도체 장비업체들에 ‘14㎚ 공정보다 미세한 제조기술을 적용한 장비를 중국에 수출하지 말라’는 공문을 보냈다”고 전했다. 미국의 장비 없이는 어느 나라도 반도체 양산이 불가능하다는 점을 감안하면 사실상 이번 조치는 워싱턴이 중국의 반도체 기술 성장의 한계를 ‘14㎚’로 못박은 것으로 볼 수 있다. 반도체는 회로의 선폭이 가늘수록 성능이 좋아진다. 이 때문에 삼성전자와 TSMC 등 선두 업체들은 3㎚ 이하 초미세 공정 개발에 사활을 걸고 있다. 앞서 미 상무부는 2020년 12월 중국의 반도체 기업 중신궈지(SMIC)에 10㎚ 이하의 장비를 도입하지 못하게 막았다. 이를 비웃듯 SMIC가 지난해 7월부터 7㎚ 반도체를 시험 생산하고 있다는 사실이 확인됐다. 반도체 제재 ‘구멍’을 확인한 조 바이든 미 행정부가 ‘중국 반도체 마지노선’을 14㎚로 더욱 조인 것이다. 블룸버그는 “이번 조치로 중국 내 반도체 기업 상당수가 영향을 받게 될 것”으로 내다봤다. 중국에서 반도체 공장을 운영하는 삼성전자와 SK하이닉스도 촉각을 곤두세우고 있다. 다만 이번 규제로 인해 당장 국내 기업에 미칠 영향은 크지 않을 것이라는 전망이 나온다. 업계 관계자는 “반도체 산업에서 ㎚ 단위 공정을 언급하는 것은 통상 시스템반도체 분야”라며 “(한국이 시장을 지배하는 메모리 반도체가 아니라) 미국이 주도하는 시스템반도체 보호를 위해 견제에 나선 것으로 보인다”고 전했다. 워싱턴은 일본과도 ‘중국 협공’ 수위를 높였다. 지난 30일 니혼게이자이신문은 “중국과 러시아를 견제하고자 29일 워싱턴DC에서 첫 외교·경제 장관(경제판 2+2) 회의를 열었다”고 보도했다. 미국 측에서는 토니 블링컨 국무장관과 지나 러몬도 상무장관, 일본 측에서는 하야시 요시마사 외무상과 하기우다 고이치 경제산업상이 참석했다. 양국은 공동성명에서 “인도태평양경제프레임워크(IPEF)를 포함한 혁신적 방식으로 인도·태평양 지역의 발전과 번영을 증진할 것”이라고 밝혔다. 이에 따라 일본 정부는 올해 안에 차세대 반도체 개발을 위한 공동 연구센터를 설립해 2025년에 2㎚ 반도체를 양산한다는 목표를 세웠다고 매체는 덧붙였다.

미국과 일본 정부가 중국과 러시아를 견제하기 위해 29일(현지시간) 워싱턴DC에서 첫 외교·경제 장관(경제판 2+2) 회의를 열었다. 이 회의는 기존 외교·국방 장관(2+2) 회의를 경제 분야로 확장한 것이다. 니혼게이자이신문은 31일 “미중 갈등을 배경으로 전략 물자를 중국에 지나치게 의존하지 않도록 하는 체제 마련을 목표로 한다”며 “대만 유사시 반도체를 확보하기 위한 의도가 있다”라고 회의 개최 배경을 설명했다. 이날 경제판 2+2 회의에서 미국 측에서는 토니 블링컨 국무장관과 지나 러몬도 상무장관, 일본 측에서는 하야시 요시마사 외무상과 하기우다 고이치 경제산업상이 각각 참석했다. 이들은 공동 성명에서 “양국은 인도·태평양경제프레임워크(IPEF)를 포함한 혁신적 방식으로 인도·태평양 지역의 발전과 번영을 증진할 것”이라며 “양국은 기술 발전을 위한 공동의 연구와 프로젝트를 추진할 것”이라고 밝혔다. 경제판 2+2 회의 후 블링컨 국무장관은 공동 기자회견에서 “중국의 강압적이고 보복적인 경제 행위는 세계 각국이 안보를 위해 지적 재산과 경제적 독립을 포기하도록 몰아세우고 있다”며 중국을 비판했다. 하야시 외무상도 “중국은 경제적 영향력을 부당하게 이용하려고 한다”고 말했다. 미일이 이번에 합의한 중국 견제의 핵심 내용은 반도체 공급망 강화다. 하기우다 경제산업상은 공동 기자회견에서 “미래의 산업 경쟁력을 좌우하는 차세대 반도체 기술의 개발은 미일 협력의 핵심 분야”라고 강조했다. 이를 위해 미일은 양자컴퓨터나 인공지능(AI) 실용화에 필요한 차세대 반도체 개발을 위한 공동 연구센터 건립에 합의했다. 니혼게이자이신문에 따르면 이번 합의에 따라 일본 정부는 올해 안에 자국 내에 차세대 반도체 개발을 위한 공동 연구센터를 설립하기로 했다. 이 연구센터에서는 회로 선폭 2㎚(나노미터, 10억분의 1m)의 최첨단 반도체를 연구하는데 일본 정부는 2025년 자국에서 이 최첨단 반도체를 양산하겠다는 목표를 세웠다. 미일 정부는 중국의 대만 침공 가능성에 대비해 반도체를 차질없이 확보하겠다는 의도에서 이번 차세대 반도체 개발에 힘을 합쳤다. 10나노미터 미만인 첨단 제품 생산 능력은 세계 최대 파운드리(반도체 위탁생산) 기업인 TSMC 등 대만 업체가 90%를 차지하고 있는데 이런 대만에 문제가 생기면 미일 양국의 타격이 클 수밖에 없다. 아사히신문은 “대만 유사시 미국과 일본에 반도체 공급이 중단될 위험이 있다”며 “대만 의존을 조금이라도 낮추는 것이 경제안보상 중요한 과제가 되고 있다”고 밝혔다.

미국 상원이 총 2800억 달러(약 368조원) 규모의 ‘반도체산업 육성 법안’을 통과시켰다. 미 영토에 반도체 공장을 지으면 세액을 공제해 주는 등 중국의 경쟁 위협에 맞서 미국의 기술 우위를 강화하는 것이 핵심이다. 법안의 하원 통과가 무난할 것으로 전망됨에 따라 미중 간 기술 패권 경쟁이 더욱 치열해졌다는 분석이 나온다. 법안이 시행되면 삼성전자 등 미국 투자를 약속한 한국 기업들도 혜택을 볼 것으로 전망된다. 미 상원은 27일(현지시간) 본회의에서 ‘반도체칩과 과학법’을 찬성 64, 반대 33으로 가결 처리했다고 CNBC방송이 이날 전했다. 민주당이 하원 과반을 차지하는 만큼 28일 열리는 하원 표결에서도 수월하게 문턱을 넘을 것으로 예상된다. 조 바이든 대통령은 이날 성명을 내고 “우리는 미국 소비자와 국가안보를 위해 필요한 핵심 기술을 다른 나라에 절대 의존하지 않을 것”이라며 환영했다. 이 법안은 중국과의 반도체 경쟁에서 우위를 선점하고자 제정됐다. 반도체산업에 총 2800억 달러가 투입되는데 ▲반도체 시설 건립 지원 390억 달러 ▲연구 및 노동력 개발 110억 달러 ▲국방 관련 반도체칩 제조 20억 달러 등 반도체산업에 520억 달러가 지원된다. 아울러 과학 연구, 특히 인공지능과 로봇공학, 양자 컴퓨팅 및 기타 다양한 기술 경쟁에서 우위를 지킬 수 있도록 과학 연구 증진 등에 2000억 달러가량을 투입하는 내용도 있다. 미국에 반도체 공장을 짓는 글로벌 기업들에 25%의 세액 공제를 적용하는 방안도 담겼다. 법안 가결에 대해 뉴욕타임스(NYT)는 “미국 전역에 걸쳐 반도체 공장을 건설하고 일자리 수만 개를 창출할 수 있도록 기반을 제공할 것으로 예상된다”고 분석했다. 법안에 찬성표를 던진 공화당 소속 존 코닌 상원의원은 “잠자는 거인(미국)이 드디어 중국과의 도전에 눈을 떴다”고 말했다. 이 법이 시행되면 미국 내 반도체 투자를 약속한 삼성전자와 인텔, 대만 TSMC 등이 수혜를 받는다. 삼성전자는 올 하반기 텍사스에 170억 달러 규모의 파운드리(반도체 위탁생산) 공장을 지을 때 미 정부의 지원을 받을 수 있게 된다. 한편 자오리젠 중국 외교부 대변인은 28일 정례 브리핑에서 “중국의 정당한 발전 권익을 빼앗고 손해를 입혀서는 안 된다”고 밝혔다.

첨단 기술 공급망에서 중국을 배제하려는 미국의 거센 압박에도 베이징의 ‘반도체 굴기’가 속도를 내고 있다. 중국 최대 반도체 파운드리(위탁생산) 업체 중신궈지(SMIC)가 ‘마의 영역’으로 여겨지던 7나노미터(㎚) 공정 개발에 성공하면서 파운드리 선두 주자인 TSMC·삼성전자와의 기술 격차를 2년 이내로 바짝 좁혔다. 27일 사우스차이나모닝포스트(SCMP)에 따르면 캐나다 기술분석 회사 테크인사이츠는 최근 중국 가상자산(암호화폐) 관련 장비업체 마이너바의 채굴기에 탑재된 SMIC 반도체를 분석한 결과 “이 회사가 7㎚ 공정 능력을 확보했다”고 결론 내렸다. 마이너바는 지난해 7월부터 해당 반도체를 사용해 왔다. 7㎚ 이하 반도체를 양산하려면 반드시 네덜란드 회사 ASML의 극자외선(EUV) 노광장비를 갖춰야 한다. 미국이 중국 기업들의 EUV 장비 도입을 금지했음에도 SMIC는 7㎚ 공정을 완성했다. 현재 이 회사는 레거시(성숙) 반도체인 28㎚ 공정을 주력으로 삼는데, 곧장 7㎚로 직행하면서 TSMC·삼성전자와의 기술 격차를 기존 5~6년에서 2년 이내로 좁혔다. 미 정보기술(IT) 매체 WCCF테크는 “중국이 미국의 눈을 피해 EUV 장비를 확보했다는 주장에 힘이 실린다”고 전했다. 대만 매체 아시아타임스도 “SMIC의 7㎚ 칩이 TSMC 제품과 설계가 유사하다”며 도용 의혹을 제기했다. 앞서 월스트리트저널은 지난 24일 국제반도체장비재료협회(SEMI) 집계를 인용해 “2021~2024년에 중국이 신설하려는 반도체 공장이 31곳”이라고 설명했다. 같은 기간 대만(19곳)과 미국(12곳)이 계획한 건설 건수를 압도한다. SCMP는 “미국의 다양한 압박에도 중국이 반도체 기술 자립의 돌파구를 마련했다. 워싱턴은 중국을 길들이고자 더 많은 규제를 꺼내 들 수 있다”고 내다봤다. 한편 ABC방송은 26일(현지시간) 미 공화당 의원들이 “중국이 2013년부터 미 중앙은행인 연방준비제도이사회(연준)에 정보원 13명을 심어 민감한 정보를 빼내려 했다”고 밝혔다고 보도했다. 이에 대해 제롬 파월 연준 의장과 주미 중국대사관은 “근거가 분명하지 않다”고 공화당의 주장을 반박했다.

삼성전자가 25일 3나노미터(㎚·10억분의1ｍ) 공정 기반 파운드리(위탁생산) 제품을 내놓으면서 세계 반도체 시장에서 ‘3나노 시대’를 처음 열었다. 파운드리 후발 주자인 삼성전자가 시장 진출 18년 만에 기술력으로 1위 기업 대만 TSMC를 추월한 것으로, 업계에서는 초미세 공정 주도권이 삼성전자로 넘어오는 계기가 됐다는 평가가 나온다. 삼성전자는 이날 오전 경기 화성캠퍼스 V1라인에서 차세대 트랜지스터 게이트올어라운드(GAA) 기술을 적용한 3나노 파운드리 제품 출하식을 개최했다. 파운드리사업부는 제품을 실은 차량에 ‘혁신적인 기술력으로 세계 최고를 향해 나아가겠습니다’란 문구를 내세워 강한 자신감을 피력했다. 출하식에는 이창양 산업통상자원부 장관, 경계현 삼성전자 DS부문장(사장) 및 임직원, 협력사와 팹리스(설계회사) 관계자 등 100여명이 참석했다. 경 사장은 “이번 제품 양산으로 파운드리 사업에 한 획을 그었다”고 자평하면서 “핀펫(FinFET) 트랜지스터가 기술적 한계에 봉착했을 때 새로운 대안이 될 GAA 기술의 조기 개발에 성공한 것은 무에서 유를 창조한 혁신적인 결과”라고 말했다. 3나노 GAA 공정 제품은 기존 5나노 핀펫 공정과 비교해 전력은 45%를 절감하고 성능은 23%를 향상시킨다. 면적은 16% 축소돼 더욱 효율적인 활용이 가능하다. 2000년대 초 이 기술 연구에 착수한 삼성전자는 지난달 말 세계 최초로 이 공정을 적용한 제품 양산에 들어간다고 발표한 바 있다. 반도체 업계는 삼성전자가 한 번에 두 가지 신기록을 쓴 점에 주목한다. 파운드리 업계에서 7나노 이하 미세 공정이 가능한 곳은 삼성전자와 TSMC 두 곳으로, 1987년 창립된 TSMC는 올 연말 핀펫 기반 3나노 제품을 양산하고 2025년 2나노 제품부터 GAA 공정 적용을 목표로 하는 것으로 알려졌다. 삼성전자가 7나노와 5나노 제품 양산 때와 달리 이번에는 출하식 형태의 공식 행사를 연 것도 이례적이다. “세계 최초 기술 적용을 기념하기 위한 것”이라는 게 삼성전자 측 설명이지만, 최근 3나노 공정 개발과 관련해 부정적 전망을 쏟아낸 경쟁국 대만, 일본에 대한 맞대응으로도 풀이된다. 대만과 일본 언론은 ‘삼성전자가 첨단 공정 경쟁에서 TSMC에 밀릴 것이며 3나노 공정도 수율(합격품 비율)에 문제가 있다’는 취지로 보도해 왔다. 하지만 삼성전자는 이날 3나노 신공정 제품 출하를 공개하면서 수율 확보 등 개발에서 양산에 이르기까지의 과정을 상세히 공개했다. 지난해 100곳 이상의 파운드리 고객사를 확보한 삼성전자는 3나노 신공정을 통해 2026년까지 고객사 300곳 이상을 확보하겠다는 복안이다. 안기현 한국반도체산업협회 전무는 “삼성전자가 신기술을 먼저 확보했다는 것은 큰손 고객사 유치를 확대하고 차세대 초미세 공정에서 TSMC보다 더 빠르게 치고 나갈 기반을 마련한 것”이라고 짚었다. 정부는 이 자리에서 반도체산업에 대한 지속적 지원을 약속했다. 이 장관은 “디스플레이·배터리·모빌리티·로봇·바이오 등 미래 반도체 수요를 견인할 ‘반도체 플러스 산업’에 관한 경쟁력 강화 방안을 순차적으로 수립해 적극 이행하겠다”고 밝혔다.

삼성전자가 25일 3나노미터(㎚·10억분의1ｍ) 공정 기반 파운드리(위탁생산) 제품을 내놓으면서 세계 반도체 시장에서 ‘3나노 시대’를 처음 열었다. 파운드리 후발 주자인 삼성전자가 시장 진출 18년 만에 기술력으로 1위 기업 대만 TSMC를 추월한 것으로, 업계에서는 초미세 공정 주도권이 삼성전자로 넘어오는 계기가 됐다는 평가가 나온다.삼성전자는 이날 오전 경기 화성캠퍼스 V1라인에서 차세대 트랜지스터 게이트올어라운드(GAA) 기술을 적용한 3나노 파운드리 제품 출하식을 개최했다. 파운드리사업부는 제품을 실은 차량에 ‘혁신적인 기술력으로 세계 최고를 향해 나아가겠습니다’란 문구를 내세워 강한 자신감을 피력했다. 출하식에는 이창양 산업통상자원부 장관, 경계현 삼성전자 DS부문장(사장) 및 임직원, 협력사와 팹리스(설계회사) 관계자 등 100여명이 참석했다. 경 사장은 “이번 제품 양산으로 파운드리 사업에 한 획을 그었다”고 자평하면서 “핀펫(FinFET) 트랜지스터가 기술적 한계에 봉착했을 때 새로운 대안이 될 GAA 기술의 조기 개발에 성공한 것은 무에서 유를 창조한 혁신적인 결과”라고 말했다. 3나노 GAA 공정 제품은 기존 5나노 핀펫 공정과 비교해 전력은 45%를 절감하고 성능은 23%를 향상시킨다. 면적은 16% 축소돼 더욱 효율적인 활용이 가능하다. 2000년대 초 이 기술 연구에 착수한 삼성전자는 지난달 말 세계 최초로 이 공정을 적용한 제품 양산에 들어간다고 발표한 바 있다. 반도체 업계는 삼성전자가 한 번에 두 가지 신기록을 쓴 점에 주목한다. 파운드리 업계에서 7나노 이하 미세 공정이 가능한 곳은 삼성전자와 TSMC 두 곳으로, 1987년 창립된 TSMC는 올 연말 핀펫 기반 3나노 제품을 양산하고 2025년 2나노 제품부터 GAA 공정 적용을 목표로 하는 것으로 알려졌다. 삼성전자가 7나노와 5나노 제품 양산 때와 달리 이번에는 출하식 형태의 공식 행사를 연 것도 이례적이다. “세계 최초 기술 적용을 기념하기 위한 것”이라는 게 삼성전자 측 설명이지만, 최근 3나노 공정 개발과 관련해 부정적 전망을 쏟아낸 경쟁국 대만, 일본에 대한 맞대응으로도 풀이된다. 대만과 일본 언론은 ‘삼성전자가 첨단 공정 경쟁에서 TSMC에 밀릴 것이며 3나노 공정도 수율(합격품 비율)에 문제가 있다’는 취지로 보도해 왔다. 하지만 삼성전자는 이날 3나노 신공정 제품 출하를 공개하면서 수율 확보 등 개발에서 양산에 이르기까지의 과정을 상세히 공개했다. 지난해 100곳 이상의 파운드리 고객사를 확보한 삼성전자는 3나노 신공정을 통해 2026년까지 고객사 300곳 이상을 확보하겠다는 복안이다.안기현 한국반도체산업협회 전무는 “삼성전자가 신기술을 먼저 확보했다는 것은 큰손 고객사 유치를 확대하고 차세대 초미세 공정에서 TSMC보다 더 빠르게 치고 나갈 기반을 마련한 것”이라고 짚었다. 정부는 이 자리에서 반도체산업에 대한 지속적 지원을 약속했다. 이 장관은 “디스플레이·배터리·모빌리티·로봇·바이오 등 미래 반도체 수요를 견인할 ‘반도체 플러스 산업’에 관한 경쟁력 강화 방안을 순차적으로 수립해 적극 이행하겠다”고 밝혔다.

이창양 산업통상장자원부 장관은 25일 “반도체 파운드리(위탁생산) 생태계 구축을 전폭적으로 지원하겠다”고 밝혔다.이 장관은 이날 경기 화성 삼성전자 화성캠퍼스에서 세계 최초로 열린 3나노(㎚·1나노미터는 10억분의 1m) 반도체 양산 출하식에 참석해 반도체 산업계가 공동으로 이룬 성과라고 평가한 뒤 이같이 말했다. 그는 “반도체 초강대국 달성전략을 바탕으로 민간 투자 지원과 인력 양성, 기술 개발, 소재·부품·장비(소부장) 경쟁력 강화를 지원하겠다”면서 “이를 통해 미세공정 경쟁에서 앞서가기 위한 기술 경쟁력 제고와 전문인력 양성에 기여할 것”이라고 강조했다. 이어 “3나노 파운드리 시장의 안정적 확보를 위해 첨단 반도체에 대한 국내 수요가 중요하다”며 “반도체 미래 수요를 견인할 디스플레이·배터리·미래 모빌리티·로봇·바이오 등 ‘반도체 플러스 산업’에 대한 경쟁력 강화 방안도 순차적으로 수립할 계획”이라고 소개했다. 삼성전자는 화성캠퍼스 V1 라인에서 차세대 트랜지스터 GAA(Gate All Around) 기술을 적용한 3나노 파운드리 제품 출하식을 가졌다. 앞서 지난달 말 세계 최초로 GAA 기술을 적용한 3나노 양산을 발표했다. 3나노 공정은 반도체 제조 공정 가운데 가장 앞선 기술로 대만의 TSMC와 미국 인텔 등 파운드리 경쟁사를 제치고 삼성전자가 최초로 달성했다. GAA 기술은 기존 핀(Fin) 기술보다 칩 면적(35%)과 전력(50%)은 줄이고 성능(30%)은 높일 수 있는 기술로 평가된다. 이날 행사에는 삼성전자 협력사와 팹리스(반도체 설계전문회사) 관계자 등도 참석했다. 국내 소부장 및 시스템반도체 기업들이 초미세 공정용 소재와 장비, 설계자산(IP) 등을 공동 개발해 3나노 제품 양산을 뒷받침했다는 상징적 의미를 담고 있다. 산업부는 첨단 반도체 제조시설은 국가 안보 자산으로, 3나노 반도체 양산 성공은 경제 안보 차원에서 의미가 크다고 설명했다. 특히 메모리반도체 생산기지이자 첨단 시스템반도체 생산기지로서 글로벌 반도체 공급망에 기여하는 한국의 위상 제고를 기대했다.

글로벌 메모리 반도체 2위 기업 SK하이닉스의 국내 반도체 공장 증설 계획이 전면 보류됐다. 미국 배터리 공장 신설 계획 재검토에 들어간 전기차 배터리 세계 2위 LG에너지솔루션에 이은 투자전략 수정 사례다. 반도체 파운드리(위탁생산) 1위 대만 TSMC와 메모리 반도체 3위 미국 마이크론도 하반기 설비투자 규모 축소에 나섰다. 전 세계에 불어닥친 ‘R(Recession·경기침체)의 공포’가 글로벌 기업에도 현실화하고 있다. 19일 업계에 따르면 SK하이닉스는 지난달 29일 이사회에서 충북 청주 신규 반도체 공장(M17) 증설 안건을 격론 끝에 보류했다. 애초 SK하이닉스는 메모리 반도체에 대한 수요 증가에 대비해 청주 테크노폴리스 산업단지 내 43만 3000㎡ 부지에 4조 3000억원을 들여 생산 시설을 신설할 방침이었다. 2023년 초 착공해 2025년 완공이 원안이지만 이사회가 제동을 걸면서 증설 일정도 지연될 전망이다. 이사회에서는 어느 때보다 커진 경영 불확실성과 반도체 업황이 부정적인 상황에 투자는 더욱 신중하게 접근해야 한다는 의견이 나온 것으로 전해졌다. 앞서 최태원 SK그룹 회장은 하반기 경영환경 악화와 관련해 ‘전술적 투자 지연’을 언급하기도 했다. 최 회장은 지난 13일 대한상공회의소 주최 제주포럼에서 기자들과 만나 “작년에 세웠던 투자계획은 당연히 바뀔 가능성이 존재한다”면서 “원재료 부분이 너무 많이 올랐기 때문에 원래 투자대로 하기에는 계획이 잘 안 맞는다”고 말했다. 미국 시장을 중심으로 공격적인 투자에 나섰던 LG에너지솔루션도 고물가·고환율에 발목이 잡혔다. LG에너지솔루션은 미국 애리조나주 퀸크리크에 1조 7000억원을 투자해 원통형 배터리 공장을 신설할 계획이었지만, 원부자재 가격과 환율 급등 여파로 투자비가 당초 계획을 훌쩍 뛰어넘자 투자계획을 다시 검토하기로 했다. 해외 경쟁 기업들도 사정은 비슷하다. 올해 설비 투자액을 440억 달러(약 57조 7700억원) 규모로 잡았던 TSMC는 최근 400억 달러로 낮췄고, 마이크론은 2분기 실적발표에서 “향후 수개 분기에 걸쳐 공급 증가를 조절하기 위해 신규 공장·설비투자를 줄여 공급과잉이 일어나지 않도록 할 것”이라고 밝혔다. 메모리 반도체 1위에 이어 파운드리 시장에서 TSMC 추격에 나선 삼성전자는 ‘위기에 더욱 투자한다’는 기조를 유지하면서도 글로벌 시장 모니터링을 더욱 강화한 것으로 전해졌다.

글로벌 메모리 반도체 2위 기업 SK하이닉스의 국내 반도체 공장 증설 계획이 전면 보류됐다. 미국 배터리 공장 신설 계획 재검토에 들어간 전기차 배터리 세계 2위 LG에너지솔루션에 이은 투자전략 수정 사례다. 반도체 파운드리(위탁생산) 1위 대만 TSMC와 메모리 반도체 3위 미국 마이크론도 하반기 설비투자 규모 축소에 나섰다. 전 세계에 불어닥친 ‘R(Recession·경기침체)의 공포’가 글로벌 기업에도 현실화하고 있다.19일 업계에 따르면 SK하이닉스는 지난달 29일 이사회에서 충북 청주 신규 반도체 공장(M17) 증설 안건을 격론 끝에 보류했다. 애초 SK하이닉스는 메모리 반도체에 대한 수요 증가에 대비해 청주 테크노폴리스 산업단지 내 43만 3000㎡ 부지에 4조 3000억원을 들여 생산 시설을 신설할 방침이었다. 2023년 초 착공해 2025년 완공이 원안이지만 이사회가 제동을 걸면서 증설 일정도 지연될 전망이다. 이사회에서는 어느 때보다 커진 경영 불확실성과 반도체 업황이 부정적인 상황에 투자는 더욱 신중하게 접근해야 한다는 의견이 나온 것으로 전해졌다. 앞서 최태원 SK그룹 회장은 하반기 경영환경 악화와 관련해 ‘전술적 투자 지연’을 언급하기도 했다. 최 회장은 지난 13일 대한상공회의소 주최 제주포럼에서 기자들과 만나 “작년에 세웠던 투자계획은 당연히 바뀔 가능성이 존재한다”라면서 “원재료 부분이 너무 많이 올랐기 때문에 원래 투자대로 하기에는 계획이 잘 안 맞는다”고 말했다.미국 시장을 중심으로 공격적인 투자에 나섰던 LG에너지솔루션도 고물가·고환율에 발목이 잡혔다. LG에너지솔루션은 미국 애리조나주 퀸크리크에 1조 7000억원을 투자해 원통형 배터리 공장을 신설할 계획이었지만, 원부자재 가격과 환율 급등 여파로 투자비가 당초 계획을 훌쩍 뛰어넘자 투자계획을 다시 검토하기로 했다. 해외 경쟁 기업들도 사정은 비슷하다. 올해 설비 투자액을 440억 달러(약 57조 7700억원) 규모로 잡았던 TSMC는 최근 400억 달러로 낮췄고, 마이크론은 2분기 실적발표에서 “향후 수개 분기에 걸쳐 공급 증가를 조절하기 위해 조처하고 있다”며 “신규 공장·설비투자를 줄여 공급과잉이 일어나지 않도록 할 것”이라고 밝혔다. 메모리 반도체 1위에 이어 파운드리 시장에서 TSMC 추격에 나선 삼성전자는 ‘위기에 더욱 투자한다’는 기조를 유지하면서도 글로벌 시장 모니터링을 더욱 강화한 것으로 전해졌다.

미국의 요청으로 당장 다음달까지 ‘칩4’ 반도체 동맹 참여 여부를 결정해야 하면서 우리 정부와 기업들의 고민이 깊어지고 있다. 미국이 장기적으로 반도체 공급망 재편을 추진함에 따라 우리나라 반도체 기업들이 더이상 미중 사이에서 모호한 중립을 유지하기는 어려울 것으로 보인다. 워싱턴DC 현지 소식통은 12일(현지시간) “미국 행정부는 칩4 가입에 대해 각국이 자율적으로 결정할 문제라고 했지만 퀄컴, 엔비디아, AMD 등 미국 기업들이 설계한 반도체를 생산하는 우리나라가 칩4에 가입하지 않기는 어렵다. 하지만 쉽게 결정할 수도 없다”고 말했다. 미국은 조 바이든 대통령이 취임하면서 미국 중심의 반도체 공급망 재편을 최우선 과제로 제시했다. 아시아가 반도체 생산 인프라의 80%를 차지하고 있는 구도에서 미국이 기술 패권을 쥐겠다는 구상이다. 미국의 최대 반도체 업체인 인텔부터 삼성전자·TSMC 등 글로벌 반도체 업체를 대거 불러 화상회의를 주도하며 반도체 공급망 현황을 점검하기도 했다. 바이든 행정부가 꺼내든 칩4 동맹 구축은 반도체 공급망 재편 정책의 완성판인 셈이다. 미국 현지에서는 우리나라가 경제안보 측면에서 미국의 반도체 새판 짜기에 올라타지 못할 경우 미국 주도의 공급망에서 연쇄적으로 소외될 수 있다는 우려가 나온다. 실제 미국의 공급망 청사진은 우주항공, 퀀텀, 인공지능(AI), 양자컴퓨팅 등 미래산업 전체 분야로 확대될 전망이다. 현재 우리나라는 미국 반도체 설계회사들로부터 하청을 받아 위탁생산(파운드리)을 하는 구도이기 때문에 칩4에서 빠진다면 한미동맹 속에서의 동반 성장은 물론 수주 난항까지 겪을 가능성이 높다. 더욱이 우리나라는 더이상 ‘외교는 미국, 경제는 중국’을 고집하기가 쉽지 않은 형국이다. 미국은 군사안보적으로 쿼드(미국·인도·일본·호주)·오커스(미국·영국·호주)·한미일 3각 협력을, 통상 분야에서는 인도태평양경제프레임워크(IPEF)를, 기술 분야에선 칩4 반도체 동맹까지 구축해 중국을 압박하는 그물망을 짜고 있다. 중국을 미래산업인 반도체 분야에서 고립시키려면 우리나라와 대만의 협조가 필수적이다. 다만 우리 입장에서 칩4 동맹 참여가 쉽지만은 않다. 중국의 보복 가능성이라는 손실에 비해 실익은 적다는 반박도 만만치 않다. 이미 우리나라 산업통상자원부와 미국 상무부 간 ‘반도체 파트너십 대화’가 있어 별도의 채널을 추가로 마련할 필요는 없지 않으냐는 호소도 나온다. 특히 한미 반도체 동맹 강화에는 이견이 없지만 우리나라가 대만·일본과의 협력에 나서는 건 쉽지 않을 것이란 우려도 적지 않다. 대만은 반도체 생산 경쟁자라는 점에서 정보 공유가 어렵고, 일본은 2019년 우리나라를 상대로 반도체를 포함해 소재·부품·장비에 대해 보복성 수출 규제를 실시한 바 있어 앙금이 남아 있고 신뢰도 높지 않다. 외교적으로 중국 없이 대만만 가입하는 협의체에 들어가는 것도 부담이다. 지난 5월 미국, 일본, 인도, 아세안 등과 함께 IPEF에 승선하고 불과 3개월 만에 칩4 동맹까지 가입한다면 중국의 반발은 불 보듯 뻔하다. 중국은 세계 반도체의 절반을 소비하는 거대 시장인 데다 삼성전자와 SK하이닉스는 현지 공장도 운영하고 있다. 우리나라 정부는 다음달 초 큰 기조 정도는 정할 계획인 것으로 알려졌지만 얽히고설킨 이해관계로 결정이 쉽지 않은 상황이다.

D램 가격 폭락과 가전 수요 위축 등 하반기 반도체 시장 침체 전망에 글로벌 기업들이 생산·투자 속도 조절에 나서면서 삼성전자와 SK하이닉스 등 국내 기업의 행보에도 관심이 쏠리고 있다. 두 기업 모두 이달 말 2분기 확정 실적 발표와 함께 하반기 경영 방향을 공개할 예정으로, 해외 경쟁 기업에 비해 전략 수정은 제한적일 것으로 전망된다. 11일 반도체 업계와 외신 등에 따르면 파운드리(반도체 위탁생산) 시장 점유율 1위(53.6%) 기업인 대만 TSMC는 최근 글로벌 인플레이션 심화에 대비해 생산 설비 신설 계획을 일부 변경하기로 했다. TSMC는 대만 타이난 과학단지 내 자사 2개 공장에 설치할 예정이었던 3나노미터(㎚·10억분의1ｍ) 생산 시설 대신 5나노미터 시설을 우선 배치하기로 했다. 삼성전자(43.6%)와 SK하이닉스(27.7%)에 이어 D램 시장 점유율 3위 기업인 미국 마이크론테크놀로지(22.8%)는 지난달 30일 3~5월 실적을 발표하면서 “향후 수 분기에 걸쳐 공급 과잉을 피하기 위해 생산량을 조절하고 있다”고 밝힌 바 있다. 마이크론테크놀로지는 앞서 밝혔던 설비 투자 규모 축소와 시기 지연 계획도 덧붙였다. 시장에서는 D램과 낸드플래시 등 메모리반도체에 주력하고 있는 삼성전자와 SK하이닉스도 하반기 경영전략 수정이 있을 것이라는 전략이 나오지만, 두 기업 모두 해외 기업과의 단순 비교에 선을 그었다. 전분기 대비 10% 하락할 것으로 예상되는 3분기 D램 가격, 스마트폰과 PC 등 반도체 소비재 수요의 감소 등 부정적 전망과 관련해 “조사업체와 증권가의 ‘전망’일 뿐, 생산과 투자 계획이 시장 전망에 따라 쉽게 움직이지는 않는다”라는 게 두 회사의 공통된 반응이다. 실제 2030년까지 시스템반도체 1위 등극을 목표로 공격적인 투자를 이어 가고 있는 삼성전자는 지난달 말 파운드리 1위 TSMC와의 점유율 격차를 단번에 좁힐 기술력으로 주목받는 3나노 게이트올어라운드(GAA) 공정 기반 반도체 양산에 들어갔고, 미국 텍사스주 테일러시에 170억 달러(약 20조원) 규모를 투자하는 제2파운드리 생산 시설 신설도 기초 공사를 진행하고 있다. 국내 기업 관계자는 “하반기 시장 상황이 어려울 것이라는 전망은 부인할 수 없지만 공급 과잉에 따른 가격 폭락이 왔던 2019년보다는 긍정적일 것으로 보고 있다”고 내부 분위기를 전했다.

D램 가격 폭락과 가전 수요 위축 등 하반기 반도체 시장 침체 전망에 글로벌 기업들이 생산·투자 속도 조절에 나서면서 삼성전자와 SK하이닉스 등 국내 기업의 행보에도 관심이 쏠리고 있다. 두 기업 모두 이달 말 2분기 확정 실적 발표와 함께 하반기 경영 방향을 공개할 예정으로, 해외 경쟁 기업에 비해 전략 수정은 제한적일 것으로 전망된다.11일 반도체 업계와 외신 등에 따르면 파운드리(반도체 위탁생산) 시장 점유율 1위(53.6%) 기업인 대만 TSMC는 최근 글로벌 인플레이션 심화에 대비해 생산 설비 신설 계획을 일부 변경하기로 했다. TSMC는 대만 타이난 과학단지 내 자사 2개 공장에 설치할 예정이었던 3나노미터(㎚·10억분의1ｍ) 생산 시설 대신 5나노미터 시설을 우선 배치하기로 했다. 대만 현지 언론은 이와 관련해 “최근 인플레이션과 금리 인상, 코로나19 대유행 등에 따른 충격 여파로 (계획을) 재조정한 것”이라고 해석했다. 삼성전자(43.6%)와 SK하이닉스(27.7%)에 이어 D램 시장 점유율 3위 기업인 미국 마이크론테크놀로지(22.8%)는 지난달 30일 3~5월 실적을 발표하면서 “향후 수 분기에 걸쳐 공급 과잉을 피하기 위해 생산량을 조절하고 있다”고 밝힌 바 있다. 마이크론테크놀로지는 앞서 밝혔던 설비 투자 규모 축소와 시기 지연 계획도 덧붙였다. 시장에서는 D램과 낸드플래시 등 메모리반도체에 주력하고 있는 삼성전자와 SK하이닉스도 하반기 경영전략 수정이 있을 것이라는 전략이 나오지만, 두 기업 모두 해외 기업과의 단순 비교에 선을 그었다. 전분기 대비 10% 하락할 것으로 예상되는 3분기 D램 가격, 스마트폰과 PC 등 반도체 소비재 수요의 감소 등 부정적 전망과 관련해 “조사업체와 증권가의 ‘전망’일 뿐, 생산과 투자 계획이 시장 전망에 따라 쉽게 움직이지는 않는다”라는 게 두 회사의 공통된 반응이다.실제 2030년까지 시스템반도체 1위 등극을 목표로 공격적인 투자를 이어 가고 있는 삼성전자는 지난달 말 파운드리 1위 TSMC와의 점유율 격차를 단번에 좁힐 기술력으로 주목받는 3나노 게이트올어라운드(GAA) 공정 기반 반도체 양산에 들어갔고, 미국 텍사스주 테일러시에 170억 달러(약 20조원) 규모를 투자하는 제2파운드리 생산 시설 신설도 기초 공사를 진행하고 있다. 국내 기업 관계자는 “하반기 시장 상황이 어려울 것이라는 전망은 부인할 수 없지만 공급 과잉에 따른 가격 폭락이 왔던 2019년보다는 긍정적일 것으로 보고 있다”고 내부 분위기를 전했다.

“반도체 시장은 피 말리는 경쟁의 장이면서도 경쟁사의 성장이 동반 성장을 이끄는 복합적 생태계입니다. 그래서 다들 인텔의 ‘성공’을 애타게 바라고 있는 것이기도 하고요.”러시아-우크라이나 전쟁 장기화가 촉발한 글로벌 경기침체에 세계 반도체 시장도 요동치고 있다. 글로벌 반도체 1위 삼성전자와 3위 SK하이닉스는 물론 미국 인텔과 대만 TSMC 등 ‘반도체 공룡’도 모두 하반기 시장 먹구름이 짙어지면서 비상이 걸렸다. 끝 모를 전쟁에 원자재와 물류비는 폭등을 이어가고 있는 반면 D램 등 반도체 가격은 소비 둔화로 폭락하고 있기 때문이다. 반도체 업계에서는 하반기 성장을 좌우할 요인으로 삼성전자와 애플의 신형 프리미엄폰 출시와 인텔의 차세대 CPU(중앙처리장치) 출시를 꼽고 있다. 9일 대만 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 올해 2분기 D램 평균 계약가는 전년 동기 대비 10.5% 감소했다. 분기 기준 D램 평균 가격이 하락한 것은 2년 만에 처음이다. 더 큰 문제는 3분기를 포함한 하반기 시장 전망이다. 트렌드포스는 3분기 D램 가격이 2분기 대비 10% 하락할 것이라던 기존 전망을 ‘21% 하락’으로 수정했다. 가파른 물가 상승으로 소비심리가 얼어붙으면서 컴퓨터와 스마트폰 등에 대한 수요까지 급감할 것으로 보이기 때문이다. 시장조사업체 가트너는 올해 글로벌 PC 출하량은 전년 대비 9.5% 줄고, 스마트폰 출하량은 전년 대비 5.8% 감소할 것으로 전망한 바 있다. 반도체 시장에서는 하반기 삼성전자와 애플이 각각 출시할 프리미엄 폰이 ‘가뭄의 단비’가 될 것으로 기대하고 있다. 삼성전자는 다음달 10일 미국 뉴욕에서 ‘갤럭시 언팩’ 행사를 열고 폴더블폰 신제품 갤럭시 Z폴드4와 플립4를 공개할 것으로 알려졌다. 이어 애플은 9월 초순 쯤 아이폰14 시리즈 공개를 준비하고 있는 것으로 전해졌다. 중국 기업들도 하반기 프리미엄 폰 경쟁에 가세할 예정이다. 반도체 기업들은 미국과 유럽, 한국 모두 시장 소비 심리가 위축됐지만 소비 여력이 있고, 제품 충성도가 이미 형성된 프리미엄 시장 수요는 견조할 것으로 보고 있다. 업계 관계자는 “과거의 신드롬까지는 아니더라도 아이폰의 인기는 해마다 변하지 않았고, 갤럭시 폴드와 플립은 폴더블폰 시장을 새롭게 이끄는 삼성전자의 주력 제품으로 성장하고 있다”라면서 “프리미엄 폰 출시는 반도체 공급사인 삼성과 SK하이닉스 모두에게 긍정적으로 작용할 것”이라고 전망했다.업계는 8~9월 프리미엄 폰 순차 출시에 이은 하반기 성장 동력으로 인텔의 차세대 서버용 CPU인 ‘사파이어래피즈’ 출시를 기다리고 있다. 애초 인텔은 이 CPU를 지난해 3분기 출시할 예정이었지만 주변 제품과 호환성 검증을 이유로 1년 가까이 출시가 지연되고 있다. 반도체 기업이 사파이어래피즈 출시를 기다리고 있는 것은 이 CPU가 차세대 메모리 규격인 차세대 D램인 DDR5를 지원하는 첫 서버용 CPU기 때문이다. 반도체 기업 관계자는 “인텔이 새 CPU를 출시한다는 것은 반도체 기업에게는 하나의 새로운 ‘시장’이 열리는 것을 의미한다”라면서 “차세대 CPU가 나오면 거기에 맞는 서버와 PC 교체가 이뤄지는 것이고, 그에 따라 DDR5 공급도 맞물려 증가하는 구조”라고 설명했다.

1980년대만 해도 개인용 데스크톱 컴퓨터는 전기를 많이 먹는 기기가 아니었습니다. 하지만 프로세서의 성능을 높이기 위해 많은 기능과 장치를 추가하면서 전기도 많이 먹고 발열도 많아지게 됐습니다. 그리고 어느 순간부터 발열을 해결하는 문제가 개인용 컴퓨터에서 중요한 문제로 떠올랐습니다.  CPU에 냉각용 방열판이 장착된 것은 486 시대 이후였고 작은 냉각팬이 일반화된 것은 펜티엄 프로세서 이후로 볼 수 있습니다. 그리고 펜티엄 4 프로세서와 애슬론 프로세서의 경쟁이 격화된 2000년대 초반부터 상당한 열을 처리할 수 있는 고성능 쿨러가 보급됐습니다.  여기에 GPU가 CPU보다 더 크고 복잡해지면서 거대한 쿨러를 장착한 그래픽 카드가 등장해 열을 식혔습니다. 그리고 나중에는 늘어나는 열을 감당하기 위해 라디에이터와 펌프를 지닌 수랭식 쿨러까지 등장했습니다.  이렇듯 프로세서의 전력 소비와 발열량이 늘어나자 점차 전력 대 성능 비율 혹은 와트(W)당 성능이라는 개념이 등장했습니다. 특히 하루 24시간 1년 365일 가동해야 하는 데이터 센터는 전력 소모가 엄청나기 때문에 이 개념이 중요합니다. 전기를 많이 먹을수록 유지비가 늘어났고 발열량도 같이 늘어나기 때문에 냉각 시스템에 들어가는 비용도 더 늘어나니 어쩔 수 없는 일이었습니다. 이에 따라 주요 프로세서 제조사들 역시 와트당 성능을 중요시하게 됐습니다.  와트 당 성능비를 높이는 방법은 여러 가지입니다. 대표적인 방법은 클럭을 낮추고 코어 숫자를 늘리는 것입니다. CPU 클럭이 두 배가 되면 전력 소모는 두 배 이상 늘어납니다. 뒤집어 말해 클럭을 절반으로 낮추고 코어 숫자를 두 배로 늘리면 더 적은 전력으로 같은 성능을 달성할 수 있습니다. 따라서 서버용 CPU는 코어 숫자는 많은 대신 클럭은 소비자용 제품보다 낮습니다. GPU 역시 CPU보다 클럭이 훨씬 낮지만, 수많은 작은 연산 유닛을 병렬로 연결해 연산 능력을 높이는 방식으로 볼 수 있습니다.  여기에 마이크로 아키텍처를 개선하고 반도체 미세 공정을 도입하면 같은 성능에서 전력 소모를 줄이거나 반대로 같은 에너지를 사용해도 성능을 높여 와트당 성능비를 높일 수 있습니다.  여기까지 보면 꼭 전력 소모를 늘리지 않더라도 쉽게 와트당 성능을 높일 수 있는 것처럼 보입니다. 하지만 사실 그럴 수 없는 속사정이 있습니다. 전력 소모를 줄이는 데 매우 중요한 미세 공정 개발 속도가 최근 더디게 진행되고 있기 때문입니다. 이미 너무 작아진 트랜지스터를 더 작게 만들기 위해서는 천문학적인 투자와 연구 개발이 필요합니다. 이 과정은 과거보다 더디게 진행 중입니다.  인텔, AMD, 엔비디아, 애플 등 주요 제조사들은 성능을 더 높이기 위해 여러 개의 반도체 칩을 하나로 묶어 더 큰 프로세서를 만드는 대안을 선택했습니다. 그러면 미세 공정이 허용하는 것보다 더 거대한 프로세서를 만들 수 있기 때문입니다. 하지만 대신 전력 소모는 더 커질 수밖에 없습니다.  세계 최대의 파운드리 반도체 제조사인 TSMC는 2D, 2.5D, 3D 반도체 패키징 기술을 이용해 앞으로 3000억 개의 트랜지스터를 집적한 초거대 프로세서 개발이 가능할 것으로 내다봤습니다. 하지만 그 과정에서 프로세서의 전력 소모가 1000W를 넘게 될 것으로 예상됩니다. 여러 개의 칩렛으로 구성된 프로세서가 사실상 에어컨 수준인 킬로와트급 전기를 먹게 된다는 이야기입니다.  이미 단일 칩으로 가장 거대한 엔비디아의 H100 호퍼 GPU의 경우 트랜지스터 집적도가 800억 개에 달하고 최대 전력 소모가 700W에 달합니다. 여기에 엔비디아는 자사의 첫 서버 ARM 프로세서인 그레이스 슈퍼칩을 연결해 슈퍼컴퓨터와 서버 시장을 노릴 계획입니다. 이 경우 전력 소모량은 훨씬 올라갈 것입니다.  아직 정식 출시 전이지만, 인텔의 차세대 서버 프로세서인 사파이어 래피즈도 최대 4개의 타일을 붙여 하나의 큰 CPU를 만드는 방식이라 전력 소모량이 크게 높아질 수 있습니다. 인텔의 고성능 GPU인 Xe HPC (폰테 베키오)의 경우에도 47개의 타일을 붙여 1000억 개 이상의 트랜지스터를 집적한 만큼 전력 소모량이 급격히 늘어날 것으로 예상됩니다. 전력 소모량 증가는 서버 제품군에만 국한되지 않고 있습니다. 게임용 GPU 시장 역시 지난 몇 년간 전력 소모가 다시 늘어나고 있습니다. 엔비디아의 RTX 3090은 350W, RTX 3090 Ti은 450W의 TDP를 갖고 있는데, RTX 4000 시리즈는 이것보다 전력 소모가 더 늘어난다는 소식이 들리고 있습니다. 고성능 게이밍 PC에 국한된 이야기지만, PC용 파워 서플라이 용량도 서버급인 1000W를 넘는 게 낭비가 아닌 시대가 오고 있는 것입니다. 인텔과 AMD의 차기 CPU 역시 고성능 제품은 전력 소모가 다시 늘어날 가능성이 높습니다.  2004년 등장한 인텔의 펜티엄 4 프레스캇 프로세서는 당시 기준으로 엄청난 발열량과 전력 모소 때문에 프레스핫(hot)이라는 별명이 붙었습니다. 이 시기 쿨러로는 감당하기 힘든 최대 115W의 TDP 때문에 잘 모르고 케이스를 만졌다가 뜨거움에 놀란 소비자들이 하나둘이 아니었고 국내에서는 보일러 광고로 패러디되기까지 했습니다. 하지만 현재 등장하는 고성능 CPU와 GPU를 보면 이 정도는 애교로 보일 정도입니다.  현재까지는 전력 소모나 발열량 증가보다 성능 향상이 더 빨라서 와트당 성능비는 계속 향상되고 있습니다. 하지만 지구는 점점 뜨거워지고 있고 전기 요금도 점점 더 오르고 있어 앞으로 전력 소모량을 줄이는 것이 점차 중요한 과제로 떠오를 것입니다. 반도체 제조사들이 어디서 돌파구를 마련할 수 있을지 주목됩니다. 

“메모리에 이어 파운드리를 포함한 시스템반도체 분야에서도 확실히 1등을 하도록 하겠다.”(2019년 시스템반도체 비전 선포식) 삼성전자가 전 세계 최초로 3나노(㎚·나노미터) 반도체 양산에 성공하며 이재용 삼성전자 부회장의 ‘2030년 시스템반도체 1위’ 목표에 한 발짝 더 다가서게 됐다. 삼성전자는 게이트올어라운드(GAA) 기술을 적용한 3나노 파운드리(반도체 위탁생산) 공정 기반의 초도 양산을 시작했다고 30일 밝혔다. 3나노 공정은 현재 반도체 제조 공정 가운데 가장 앞선 기술로, GAA 기술을 적용한 것은 삼성전자가 첫 사례다. 파운드리 독립사업부를 꾸린 지 5년 된 삼성전자가 35년 역사를 자랑하는 파운드리 1위 업체 대만의 TSMC보다 기술적 우위에 선 것이다. 삼성전자는 3나노 반도체를 ‘게임 체인저’로 삼고 1위 추격에 본격 시동을 건다. 3나노는 반도체 회로의 선폭을 가리키는 것으로, 머리카락 굵기의 10만분의3 수준이다. 선폭이 좁을수록 고효율, 고성능, 저전력의 반도체를 만들 수 있다. 웨이퍼에서 더 많은 칩을 만들 수 있어 생산성도 높아진다. GAA는 반도체를 구성하는 트랜지스터에서 전류가 흐르는 ‘채널’ 4개 면을 스위치 역할을 하는 게이트가 상하좌우 전방위로 감싸는 형태다. 위·왼쪽·오른쪽 3개 면만 감싸는 기존 5나노 핀펫 공정과 비교해 전력은 45% 절감되고 성능은 23% 높아진다. 면적도 16% 축소돼 더욱 효율적인 활용이 가능하다. 내년에 도입할 GAA 2세대 공정은 전력 50% 절감, 성능 30% 향상, 면적 35% 축소 등으로 대폭 진화한다.삼성전자가 파운드리 시장에서 기술로 먼저 치고 나가는 것은 높은 성장성 때문이다. 시장조사기관 옴디아에 따르면 3나노 이하 글로벌 파운드리 매출(종합반도체기업 제외)은 올해 39억 7100만 달러(약 5조원)에서 2025년 254억 500만 달러(약 33조원)로 3년 새 539.8% 급증할 것으로 전망된다. 이에 삼성전자는 파운드리 고객사를 2017년 30곳에서 지난해 100곳 이상으로 4년 만에 약 3배 이상 늘리는 등 적극적인 영토 확장에 나서고 있다. 삼성전자는 2026년까지 고객사를 300곳 이상 확보하겠다는 목표다. 특히 이번 3나노 양산은 독보적 1위인 TSMC보다 초미세공정 기술력에서 한발 앞서게 됐다는 점에서 의미가 크다. TSMC는 올 하반기에 GAA가 아닌 기존 핀펫 기반 3나노 반도체를 양산할 계획이다. 옴디아에 따르면 지난해 기준 TSMC가 전 세계 파운드리 시장 매출의 49.5%를 차지하고 있다. 삼성전자(16.3%), UMC(7.3%) 글로벌파운드리(5.8%), SMIC(4.8%)가 뒤를 잇는다. 결국 삼성전자의 최우선 과제는 추가 고객사를 끌어들여 점유율을 가져오는 데 있다. 3나노 파운드리 고객사로는 현재 글로벌 팹리스(생산시설 없이 반도체 설계를 전문으로 하는 업체)인 AMD, 퀄컴 등이 거론된다. 충분한 수율(양품 비율)을 내는 것도 관건이다. 수율이 60%라면 10개 제품을 생산해 4개 제품은 불합격을 받는다는 의미다. 앞서 삼성전자는 4나노 공정 수율에선 TSMC에 밀린다는 평가를 받았지만 3나노 공정 수율은 개선된 것으로 전해졌다. 삼성전자 관계자는 “구체적인 수치를 밝힐 수는 없지만 원활한 공급이 가능하다고 판단되는 수준까지 올라왔다”고 밝혔다. 삼성전자 파운드리사업부장 최시영 사장은 “앞으로도 차별화된 기술을 적극 개발하고, 공정 성숙도를 빠르게 높이는 시스템을 구축해 나가겠다”고 말했다.

삼성전자, 세계 최초로 GAA 기술 3나노 양산 시작‘파운드리 1위’ 대만 TSMC보다 기술적 우위 점해기존 핀펫 기술 대비 전력·면적 줄이고 성능 높아져고객사·수율 확보가 관건…“수율 충분한 수준 달성”삼성전자가 세계 최초로 ‘게이트 올 어라운드’(GAA) 기술을 적용한 3나노(㎚·나노미터) 파운드리 공정 기반의 초도 양산을 시작했다. 1987년 설립돼 35년 역사를 자랑하는 파운드리 시장 1위 대만의 TSMC보다 2017년 독립사업부로 승격돼 5년 남짓된 삼성전자가 기술적 우위에 선 것이다. 삼성전자는 3나노 파운드리 공정을 ‘게임 체인저’로 삼고 1위 추격에 나설 계획이다. 30일 삼성전자에 따르면 3나노 공정은 반도체 제조 공정 가운데 가장 앞선 기술로, 특히 GAA 신기술을 적용한 3나노 공정 파운드리 서비스를 시작하는 것은 삼성전자가 전 세계에서 유일하다. GAA는 반도체를 구성하는 트랜지스터에서 전류가 흐르는 ‘채널’ 4개면을 스위치 역할을 하는 ‘게이트’가 상하좌우 전방위 4개면을 감싸는 형태로 이뤄져 있다. 이는 위·왼쪽·오른쪽 3개면만 감싸는 기존 5나노 핀펫 공정과 비교해 전력은 45%를 절감하고 성능은 23%를 향상시킨다. 면적도 16% 축소돼 더욱 효율적인 활용이 가능하다. 더욱 발전된 GAA 2세대 공정과 비교하면 전력 50% 절감, 성능 30% 향상, 면적 35% 축소 등의 효과가 기대된다.삼성전자는 칩의 설계와 검증 작업도 효율적이고 빠르게 진행하기 위한 파트너십을 가동한다고 밝혔다. 이른바 SAFE(Samsung Advanced Foundry Ecosystem) 파트너인 시높시스, 케이던스 등과 함께 3나노 공정 기반의 반도체 설계 인프라·서비스를 제공해 고객들이 빠른 시간에 제품 완성도를 높일 수 있도록 시스템을 강화해 나가겠다는 계획이다. 상카 크리슈나무티 시높시스 실리콘 리얼라이제이션그룹 총괄 매니저는 “시높시스는 삼성전자와 장기적·전략적 협력관계를 유지하고 있다”면서 “삼성전자와의 GAA기반 3나노 협력은 향후 시높시스의 디지털 디자인, 아날로그 디자인, IP 제품으로 계속 확장되어, 주요 고성능 컴퓨팅 어플리케이션을 위한 차별화된 SoC를 제공할 것이다”고 말했다. 삼성전자가 파운드리 시장을 적극 두드리는 것은 높은 성장성 때문이다. 시장조사기관 옴디아에 따르면 삼성전자 파운드리 사업부 2021년 매출은 약 169억 달러로, 처음 파운드리 사업부 자체로 매출 집계가 시작된 2018년(117억 달러)와 비교해 연평균 약 13%의 고성장을 이어가고 있다. 같은 기간 파운드리 시장 연평균 성장률(12%)보다 높은 수준이다. 파운드리 고객사도 2017년 30곳에서 지난해 100곳 이상으로 4년 만에 약 3배 이상 증가했다. 삼성전자 관계자는 “2026년까지 300곳 이상 확보하는 것이 목표”라고 밝혔다. 최근 이재용 삼성전자 부회장도 유럽 출장에서 돌아와 “첫 번째도 기술, 두 번째도 기술, 세 번째도 기술”이라고 강조했다.특히 이번 3나노 양산은 파운드리 시장에서 압도적 1위 자리에 있는 TSMC보다 기술적 우위를 선점했다는 측면에서 의미가 크다. TSMC는 올 하반기에 GAA가 아닌 기존 핀펫 기반 3나노 반도체를 양산할 계획이다. 옴디아에 따르면 지난해 기준 TSMC가 전 세계 파운드리 시장 매출의 49.5%를 차지하고 있고, 뒤이어 삼성전자(16.3%), UMC(7.3%) 글로벌파운드리(5.8%), SMIC(4.8%) 순으로 이어지고 있다. 결국 삼성전자의 최우선 과제는 고객사 추가 확보를 통해 점유율을 가져오는 것에 있다. 3나노 파운드리 고객사로는 현재 글로벌 팹리스(생산시설 없이 반도체 설계를 전문으로 하는 업체) AMD, 퀄컴 등이 거론되고 있다. 특히 조 바이든 미국 대통령이 지난달 삼성전자 평택공장을 방문했을 때 크리스티아노 아몬 퀄컴 최고경영자(CEO)도 동행해 3나노 반도체를 직접 확인하기도 했다. 충분한 수율 확보도 관건이다. 예를 들어 수율이 60%라면 10개 제품을 생산해 4개 제품은 불합격을 받는다는 의미다. 삼성전자는 앞서 4나노 공정 수율에서 TSMC에 못 미쳤다는 평가를 받았지만, 3나노 공정 수율은 크게 개선된 것으로 전해졌다. 삼성전자 관계자는 “구체적인 수율을 밝힐 수는 없지만, 원활한 공급이 가능하다고 판단되는 수준까지 올라왔다”고 밝혔다. 삼성전자 파운드리사업부장 최시영 사장은 “삼성전자는 파운드리 업계 최초로 ‘하이-케이 메탈 게이트’, 핀펫, EUV 등 신기술을 선제적으로 도입하며 빠르게 성장해 왔고, 이번에 MBCFET GAA기술을 적용한 3나노 공정의 파운드리 서비스 또한 세계 최초로 제공하게 됐다”면서 “앞으로도 차별화된 기술을 적극 개발하고, 공정 성숙도를 빠르게 높이는 시스템을 구축해 나가겠다”고 밝혔다.

삼성전자가 지난해 반도체 매출에서 미국 인텔을 넘어서며 세계 1위에 복귀한 데 이어 올해 1분기에도 가장 많은 매출을 올린 것으로 집계됐다. 삼성전자는 메모리에 편중된 한계를 ‘초격차 기술’로 극복 시스템과 파운드리(위탁생산) 등 반도체 산업 전 분야 경쟁력을 끌어올려 반도체 글로벌 1위 굳히기에 들어간다는 전략이다.24일 시장조사업체 옴디아에 따르면 삼성전자는 올해 1분기 반도체 사업에서 201억 5500만 달러(약 26조원)의 매출을 기록, 동기 대비 글로벌 반도체 기업 중 매출 1위를 유지했다. 특히 계절적 반도체 비수기임에도 전 분기 대비 199억 9500만 달러(0.8%) 가량 매출이 증가했다. 삼성전자는 지난해 3분기를 기점으로 메모리 반도체 대호황이었던 2018년 4분기 이후 약 3년만에 인텔의 매출을 앞지른 뒤 3분기 연속으로 매출 1위 자리를 지켰다. 반면 인텔의 1분기 매출은 178억 2700만 달러(약 23조원)로 전 분기 대비 10.8% 줄었다. 이는 인텔의 주력제품인 마이크로프로세서유닛(MPU) 매출이 정체된 탓으로 풀이된다. 옴디아는 “지난해 4분기 간발의 차이로 인텔을 추월한 삼성전자는 올해도 1위를 차지했다”라면서 “1분기 삼성전자의 메모리 매출은 견조한 반면, 인텔의 MPU 매출은 약세를 보였다”고 설명했다. SK하이닉스는 1분기 99억 4100만 달러(약 12조 9300억원)를 기록하며 전 분기 대비 3.2% 감소했지만 1분기 95억 4800만 달러(약 12조 4200억원) 매출을 올린 퀄컴에 앞서며 3위를 유지했다. 1분기 반도체 시장 전체 매출은 1593억 400만 달러(약 207조원)로, 지난해 4분기 1593억 4700만 달러 대비 0.03% 감소했다. 옴디아는 “반도체 시장은 지난 2020년 4분기를 시작으로 5분기 연속 신기록을 수립했으나 고원에 도달했다”라면서 “다만 시장 규모를 감안할 때 감소가 매우 작고, 올해 1분기 매출은 역대 2번째로 많은 수준”이라고 전했다. 한편 2030년까지 시스템 반도체 분야 1위 달성을 목표로 한 ‘시스템 반도체 2030 비전’을 가동 중인 삼성전자는 파운드리 시장 격차를 좁힐 카드로 꼽히는 3나노미터(㎚=10억분의1ｍ) 반도체 공정 양산을 내주 본격화한다. 3나노 반도체 양산은 세계 최초로, 삼성은 다음 주중 이를 공식화할 것으로 알려졌다. 앞서 삼성전자는 차세대 GAA(Gate-All-Around) 기반 3나노 반도체를 경쟁사인 대만 TSMC보다 앞선 올 상반기 중 양산한다는 계획을 밝힌 바 있다.GAA는 기존 핀펫(3D 구조화) 기술보다 칩 면적을 줄이고 소비 전력은 감소시키면서 성능은 높인 신기술로, 반도체 소형화와 고성능화를 함께 실현할 수 있다. 이재용 부회장은 지난달 조 바이든 미국 대통령의 평택 반도체 공장 방문 당시 한미 양국 정상에게 이 기술을 적용한 3나노 시제품을 소개하며 양산을 앞두고 있음을 예고하기도 했다. 삼성전자는 이달 중 3나노 반도체 양산을 시작으로 내년에는 3나노 2세대, 2025년에는 GAA 기반 2나노 공정 양산에 착수하는 ‘초격차 기술’ 전략으로 파운드리 1위 기업 TSMC와의 점유율 격차를 단기간에 따라잡겠다는 계획이다.

삼성전자가 파운드리(반도체 위탁생산) 시장의 성장 동력으로 꼽고 있는 3나노미터(㎚=10억분의1ｍ) 반도체 공정 양산을 본격화한다. 3나노 반도체 양산은 세계 최초로, 삼성은 다음 주중 이를 공식 발표할 것으로 알려졌다. 삼성전자는 22일 그간 시장에서 제기된 차세대 GAA(Gate-All-Around) 기반 3나노 반도체 양산 지연 우려와 관련해 “처음 계획했던 대로 일정이 진행되고 있다”고 밝혔다. 앞서 삼성전자는 GAA 기술을 적용해 올 상반기 안에 경쟁사 대만 TSMC보다 먼저 3나노 반도체 양산을 시작하겠다는 목표를 제시한 바 있다. GAA는 기존 핀펫(3D 구조화) 기술보다 칩 면적을 줄이고 소비 전력은 감소시키면서 성능은 높인 신기술이다. 반도체 소형화와 고성능화를 함께 실현할 수 있어 업계에서는 3나노 GAA공정이 시장 점유율을 좌우할 ‘게임 체인저’가 될 것으로 보고 있다. 이재용 삼성전자 부회장은 지난달 조 바이든 미국 대통령의 평택 반도체 공장 방문 당시 한미 양국 정상에게 이 기술을 적용한 3나노 시제품을 소개하며 양산을 앞두고 있음을 예고하기도 했다. 삼성전자는 이달 중 3나노 반도체 양산을 시작으로 내년에는 3나노 2세대, 2025년에는 GAA 기반 2나노 공정 양산에 착수하는 ‘초격차 기술’ 전략으로 파운드리 1위 기업 TSMC와의 점유율 격차를 단기간에 따라잡겠다는 계획이다. 2030년 시스템 반도체 분야 1위 달성을 목표로 한 ‘시스템 반도체 2030 비전’을 2019년 발표한 삼성전자는 반도체 공정 고도화를 이끌 대규모 설비 투자도 진행하고 있다. 최근 시장조사기관 트렌드포스에 따르면 TSMC는 올 1분기 기준 파운드리 시장점유율 53.6%로 압도적인 1위를 유지한 반면 2위 삼성전자는 점유율 16.3%로 지난해 4분기(18.3%)보다 소폭 하락한 것으로 집계됐다. 이에 대해 삼성전자 관계자는 “파운드리 매출을 따로 공개하지 않는데 조사기관이 임의로 추산한 것이라 정확한 통계가 아니다”라고 일축했다.

삼성전자가 파운드리(반도체 위탁생산) 시장 성장 동력으로 꼽고 있는 3나노미터(㎚=10억분의 1ｍ) 반도체 공정 양산을 본격화한다. 3나노 반도체 양산은 삼성전자가 세계 최초로, 삼성은 다음주 중 이를 공식 발표할 것으로 알려졌다.삼성전자는 22일 그간 시장에서 제기된 차세대 GAA(Gate-All-Around) 기반 3나노 반도체 양산 지연 우려와 관련해 “처음 계획했던 데로 일정이 진행되고 있다”고 밝혔다. 앞서 삼성전자는 GAA 기술을 적용해 올해 상반기 안으로 경쟁사 대만 TSMC보다 먼저 3나노 반도체 양산을 시작하겠다는 목표를 제시한 바 있다. GAA는 기존 핀펫(3D구조화) 기술보다 칩 면적을 줄이고 소비전력은 감소시키면서 성능은 높인 신기술이다. 반도체 소형화와 고성능화를 함께 실현할 수 있어 업계에서는 3나노 GAA공정을 시장 점유율을 좌우할 ‘게임체인저’가 될 것이라는 전망도 나온다. 삼성전자는 지난달 조 바이든 미국 대통령의 평택 반도체 공장 방문 당시 한미 양국 정상에게 이 기술을 적용한 3나노 시제품을 제공하며 양산을 앞두고 있음을 예고하기도 했다. 이달 중 3나노 반도체 양산을 시작으로 내년에는 3나노 2세대, 2025년에는 GAA 기반 2나노 공정 양산에 착수하는 ‘초격차 기술’ 전략으로 글로벌 파운드리 1위 기업 TSMC와의 시장 점유율을 단기간에 따라잡겠다는 게 삼성전자의 계획이다. 2030년 시스템 반도체 분야 1위 등극을 목표로 한 ‘시스템 반도체 2030 비전’을 2019년 발표한 삼성전자는 반도체 공정 고도화를 이끌 대규모 설비 투자도 진행하고 있다. 시장조사기관 트렌드포스에 따르면 TSMC는 올 1분기 기준 파운드리 시장점유율 53.6%로 압도적인 1위를 유지한 반면 2위 삼성전자는 점유율 16.3%로 지난해 4분기(18.3%)보다 소폭 하락한 것으로 집계됐다. 이와 관련해 삼성전자 관계자는 “매출 자체가 파운드리만 잡힌 게 아니기 때문에 통계도 정확하지 않다”고 반박했다.

현재 파운드리 반도체 업계는 점유율이 50%가 넘는 TSMC와 이를 맹추격하는 삼성, 그리고 이 시장에 새롭게 뛰어들어 업계를 재편하려는 인텔의 공격적 투자로 치열한 경쟁이 치열한 상태입니다. 하지만 거대 반도체 제조사들의 불꽃 튀는 경쟁과는 별개로 실제 미세 공전의 진행 속도는 점차 느려지고 있습니다. 이미 회로의 미세화가 너무 진행되어 더 작게 만들기가 어려워졌기 때문입니다. 현재 N4 (4nm) 공정까지 양산에 성공한 TSMC 역시 예외는 아니라서 이미 엄청나게 작은 나노미터급 회로를 더 작게 만들기 위해 고군분투하고 있습니다. 최근 더 자세한 내용을 공개한 로드맵에는 이런 고뇌가 그대로 드러나 있습니다.  TSMC의 4nm 공정은 5nm 공정의 개선판으로 사실 로직 밀도의 변화는 거의 없고 성능을 높인 공정입니다. 그러나 올해 하반기 양산에 들어가는 3nm (N3)는 로직 밀도(logic density, 단위 면적당 넣을 수 있는 회로의 밀도)가 1.7배 정도 늘어나 같은 크기라도 최대 1.7배 더 많은 트랜지스터를 집적한 프로세서를 만들 수 있습니다. 이미 100억 개를 훌쩍 뛰어넘은 고성능 스마트폰 어플리케이션 프로세서(AP)는 앞으로 200억 개 이상으로 트랜지스터 집적도가 올라갈 수 있을 것으로 보입니다.  하지만 N3 공정 이후 차세대 공정인 N2 (2nm)으로의 이전에는 상당한 시간이 걸릴 예정입니다. 따라서 2023년에 나오는 것은 N3 공정의 개량형인 N3E 공정입니다. N3E는 로직 밀도는 약간 줄어들지만, 대신 N3 보다 성능이 약간 더 올라갑니다. N3는 N5와 비교해서 같은 성능에서 25-30% 전력 소비가 감소하거나 혹은 같은 전력 소모에서 성능이 10-15% 높아집니다. N3E는 N5와 비교해 전력 소비를 최대 34% 줄이거나 성능을 최대 18%로 높인 버전으로 실제적으로는 큰 차이가 없을 것으로 예상됩니다.  2024년에 등장할 N3 계열 반도체 제조 공정 역시 상황은 비슷합니다. N3P는 성능 (Performance)에 초점을 맞춘 공정이고 N3X는 전력 소모와 상관없이 극한의 성능 (eXtreme)을 요구하는 고객을 위한 공정입니다. N3S는 성능보다 밀도에 더 중점을 둔 공정으로 개발되고 있습니다. TSMC는 아예 고객들이 반도체의 FinFET 디자인을 고를 수 있는 핀플렉스(FinFlex)라는 새로운 서비스도 도입할 계획입니다. 하나의 공정으로 이렇게 다양한 제품군을 만든다는 이야기는 뒤집어 말해 N2 공정으로 이전이 어렵다는 이야기입니다. 물론 N4도 마찬가지 상황이라 여러 제품군이 나오게 됩니다. N2 공정은 성능이나 로직 밀도에서 큰 개선이 있는 것은 아니지만, 반도체 제조 공정 면에서는 상당한 변화가 있습니다. 트랜지스터가 작아질수록 누설 전류가 문제되는 데, 반도체 제조사들은 FinFET 방식으로 이 문제를 극복했습니다. 하지만 이제 이것도 한계에 이르러 게이트 올 어라운드 (GAA)이라는 방식을 도입하고 있습니다.  TSMC의 나노시트 (Nanosheet) 기술을 적용한 GAAFET을 N2 공정부터 도입할 계획입니다. 신기술을 처음으로 도입하는 만큼 밀도나 성능 향상보다는 보수적인 접근법을 선택한 것으로 보입니다. N2의 목표는 N3E와 비교해 로직 밀도 1.1배 이상, 성능 10-15% 이상, 전력 소모 25-30% 이상 감소입니다. 실제 양산에 들어가는 것은 2025년 하반기 이후입니다. N2 역시 여러 파생 공정이 나올 것으로 예상됩니다.  최근 반도체 제조사들은 미세 공정만으로 더 많은 트랜지스터를 담기 어려워지면서 여러 개의 칩을 하나의 큰 칩처럼 묶는 칩렛 디자인과 3D 패키징 기술을 도입하고 있습니다. TSMC 역시 고객들에게 다양한 3D 패키징 기술을 제공하고 있는데, AMD의 3D V 캐시가 대표적인 사례입니다. TSMC는 이렇게 여러 가지 방법을 동원해 파운드리 선두 자리를 지키기 위해 노력하고 있지만, 이런 접근법과 기술력은 경쟁자들도 크게 다르지 않습니다. 삼성전자나 인텔 모두 만만치 않은 회사들이라 TSMC가 미래에도 지금의 점유율을 지킬 수 있을지는 두고 봐야 알 수 있습니다.