[뉴스토마토 권안나 기자] 삼성전자와 TSMC의 5나노미터 공정 기반의 파운드리(반도체 위탁생산) 경쟁이 본격화됐다. 나노미터(10억분의 1미터)는 반도체 회로선폭을 나타내는 단위로 이 수치가 작을수록 성능과 전력 효율이 향상된다.
15일 관련 업계에 따르면 최근 5나노미터의 미세공정을 활용한 TSMC와 삼성전자의 제품이 모두 공개됐다. 7나노미터 제품을 시작으로 파운드리 업계에서의 미세공정 경쟁 구도는 양사의 양자대결로 굳어가는 모양새다.
먼저 애플이 지난 10일(현지시간) 공개한 맥북에 채용된 칩셋은 TSMC의 5나노 공정에서 생산된 것으로 알려졌다. 애플은 지난 6월 14년만에 인텔과 결별을 선언하고, 자체 설계한 '애플 실리콘' 시대를 열었다. 당시 삼성전자에도 파운드리 점유율 확대의 기회가 오는 것 아니냐는 관측이 나왔지만, 애플은 이번 신제품 전량을 TSMC에 맡긴 것으로 전해진다.
애플은 새로운 칩이 적용된 신형 노트북이 이전보다 중앙처리장치(CPU)는 최대 3.5배, 그래픽처리장치(GPU)는 최대 5배, 머신러닝은 최대 9배 빠른 연산을 제공한다고 설명했다. 전력 효율성을 높여 배터리 성능도 최대 2배 늘었다. 애플은 앞서 올해 스마트폰 신제품 ‘아이폰12’에도 TSMC의 5나노미터 공정이 적용된 모바일 애플리케이션 프로세서(AP)를 공개한 바 있다.
삼성전자도 12일 5나노미터 극자외선(EUV) 공정 기반으로 제작한 모바일 AP '엑시노스 1080'을 중국 상하이에서 공개했다. 이 제품은 중국의 스마트폰 제조사 비보의 'V60'에 공급된다. 삼성전자의 첫 5나노 AP인 엑시노스 1080은 최신 모바일 데이터 처리 기술을 집약한 5세대(5G) 이동통신 모뎀 통합 AP다. 삼성전자에 따르면 엑시노스 1080의 전작 대비 멀티코어 성능이 약 2배 높아졌으며, 전력 효율성도 개선됐다. 삼성전자는 엑시노스 1080의 경쟁력을 끌어올리기 위해 자체 개발한 CPU 대신 글로벌 반도체 설계기업인 ARM의 코어텍스 A78 및 코어텍스 A55 코어를 활용해 디자인했다.
삼성전자가 중국에서 별도의 행사를 개최하면서 엑시노스 신제품을 공개하는 것은 본격적으로 중국 시장에 공을 들이겠다는 뜻이 담긴 것으로 해석된다. 미국과 중국의 무역갈등이 장기화하면서 현지 반도체 업체들까지 영향권에 들어갔기 때문이다. 샤오미, 오포, 비보 등 대부분의 중국 스마트폰 제조사들이 규제가 확대되는 것을 대비해 부품 수급을 다변화하려는 움직임을 보이고 있다.
양사 사이에는 5나노미터에 이어 3나노미터 공정을 향한 물밑 경쟁도 이미 진행중이다. 라인 설립은 TSMC가 삼성전자보다 한 발 앞서 나가고 있다. TSMC는 올 상반기 3나노미터 설비 반입에 돌입했으며, 2022년 하반기에는 대량 생산에 나설 전망이다. 삼성전자가 목표로 한 3나노미터 공정 도입 시기도 2022년이다. 삼성전자는 3나노미터 제품부터는 기존의 핀펫(FinFET) 구조에서 GAA(Gate-All-Around) FET 공정으로 판세를 뒤집는다는 전략이다. 이미 GAA의 1세대 기술을 고객사에 공개했고, 2세대도 준비하고 있다.
한편 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 지난 3분기 글로벌 파운드리 시장은 TSMC가 53.9%로 1위를 차지했다. 삼성전자는 17.4%로 다소 격차가 나는 2위에 올랐다. 양사의 격차는 36.5% 포인트로, 지난 2분기 32.7% 포인트보다 확대됐다.
업계 관계자는 "2022년에 도입되는 3나노미터부터는 삼성전자와 TSMC의 로드맵이 확실하게 나뉠 예정"이라면서 "GAA 구조가 한차원 높은 기술로 알려진 만큼 삼성전자의 추격 전략이 이 시기에 확실하게 드러날 수 있다"고 말했다.
권안나 기자 kany872@etomato.com
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