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TSMC, 2나노 본격 양산 vs 삼성전자, '수율 향상' 맹추격

TSMC가 최첨단 파운드리 시장 내 '초격차'를 확대하고 있다. 지난해 4분기 3나노미터(nm) 공정 매출 비중을 크게 늘렸으며, 올해에는 2나노 공정의 양산을 본격화할 계획이다. 삼성전자도 1세대 2나노 공정의 수율을 50%대로 끌어올리며 추격에 나서고 있다. 또한 협력사들을 대상으로 2세대 2나노 공정의 프로모션을 지시하는 등 추가 성장동력 확보를 적극 준비하고 있는 것으로 알려졌다. 15일 TSMC는 지난해 4분기 실적발표 컨퍼런스콜에서 최첨단 파운드리 공정 개발 및 상용화 현황에 대해 공개했다. TSMC, 올해 2나노 램프업…차세대 공정 준비도 순항 C.C. 웨이 TSMC 회장은 "N2(2나노미터) 공정은 지난해 하반기 성공적으로 대량 생산에 진입했고, 지속적인 성능 개선 전략을 바탕으로 올해 빠른 램프업(Ramp-up; 양산 본격화)을 기대하고 있다"고 밝혔다. N2의 다음 버전인 N2P 공정도 올 하반기 양산될 예정이다. N2P는 N2 대비 성능 및 전력 효율을 더 끌어올렸다. 나아가 자체 후면전력공급(BSPDN) 기술이 적용된 16A(1.6나노미터)도 올 하반기 양산을 개시한다. BSPDN은 전력 공급선을 칩 후면에 배치해 칩 성능 개선 및 설계 자유도를 높인다. 업계는 TSMC의 2나노 공정이 양산 초기부터 안정적인 수율을 확보한 것으로 보고 있다. 대만 현지에서는 해당 공정의 수율이 80% 이상이라는 주장도 나온다. 이 덕분에 TSMC는 지난해에 이어 올해에도 최첨단 파운드리 시장을 과점할 것으로 관측된다. 지난해 4분기 기준 TSMC의 전체 매출에서 3나노 공정이 차지하는 비중은 28%로 역대 최대치를 기록한 바 있다. 삼성전자, 2나노 공정 수율 향상으로 추격 삼성전자 또한 지난해 4분기부터 1세대 2나노(SF2) 공정 기반의 최신형 모바일 AP(애플리케이션 프로세서) '엑시노스2600'의 양산에 돌입했다. 엑시노스 2600은 삼성전자가 올 1분기 공개할 예정인 플래그십 스마트폰 '갤럭시S26' 시리즈에 탑재된다. 퀄컴의 최신형 칩셋과 병행 탑재하는 구조다. 삼성전자 안팎의 이야기를 종합하면, 해당 공정의 웨이퍼 기준 수율은 50%대로 추산된다. 30%대였던 지난해 중반과 비교하면 진일보한 수준이다. 전작(엑시노스2500)과 달리, 초도 양산 과정에서 치명적인 불량 문제도 발생하지 않았다. 반도체 업계 관계자는 "양품 판별 기준에 따라 구체적인 수치는 달라질 수 있으나, 엑시노스2600의 수율은 50%대로 비교적 안정적인 수준에 다다른 것으로 안다"며 "MX사업부에서도 해당 칩셋 사용을 독려해 전체 갤럭시 중 25% 가량의 비중을 차지할 것"이라고 말했다. SF2P 공정 성공 여부가 핵심…"협력사에 프로모션 지시" 다만 삼성전자 최첨단 파운드리 사업이 반등하기 위해서는 2세대 2나노(SF2P) 공정의 성공 여부가 가장 중요하다는 게 업계 중론이다. SF2P는 SF2 대비 성능은 12%, 전력 효율은 25% 향상됐으며, 면적은 8% 줄였다. 또 다른 반도체 업계 관계자는 "삼성전자가 SF2 공정을 기반으로 다음 세대인 SF2P 공정 개발에 심혈을 기울여 왔고, 지난해 중반 기본적인 공정 설계 키트(PDK)를 완성했다"며 "최근 DSP(디자인솔루션파트너)에게도 SF2가 아닌 SF2P를 고객사에 적극적으로 프로모션하라는 가이드라인을 전달한 것으로 안다"고 말했다. 잠재 고객사들도 SF2P의 성공 여부에 주목하고 있다. SF2P는 삼성전자의 차세대 모바일 AP인 '엑시노스 2700' 외에도, 테슬라의 AI반도체 양산을 담당하고 있기 때문이다. 앞서 삼성전자는 지난해 테슬라와 22조원 규모의 반도체 위탁생산 계약을 체결했다. 테슬라의 차세대 FSD, 로봇, 데이터센터 등 전반에 활용되는 고성능 시스템반도체 'AI6'를 양산하는 것이 주 골자다. AI6는 삼성전자의 SF2P 공정을 채택한 것으로 알려졌다. 이에 삼성전자는 국내 파운드리 및 패키징 설비를 통해 AI6칩의 초도 샘플 제작을 진행하고, 이후 테일러시에 구축 중인 신규 파운드리 팹에서 본격적인 양산에 나설 계획이다. 반도체 업계 관계자는 "SF2P 공정은 삼성전자 2나노 공정 중 외부 고객사의 대규모 양산을 공식적으로 확정지은 첫 공정"이라며 "해당 칩 양산이 성공적으로 시작돼야 타 고객사들도 이를 참고삼아 삼성전자에 더 적극적으로 양산 의뢰를 맡길 수 있을 것"이라고 말했다.

2026.01.15 17:32장경윤 기자

삼성 파운드리 '2세대 2나노' 공정 본격화...외부 고객사 확보 첫 발

삼성전자가 차세대 파운드리 경쟁력 회복을 위한 준비에 나섰다. 최근 2세대 2나노(SF2P) 공정에 대한 기초 설계를 완료하고, 협력사들과 고객사 유치를 위한 프로모션에 돌입했다. 삼성전자는 지난해 에이디테크놀로지, Arm, 리벨리온과 협력 개발하기로 공개한 차세대 AI 컴퓨팅 칩렛 플랫폼도 최근 SF2P 공정을 채택한 것으로 파악됐다. 내부 고객사인 시스템LSI의 차세대 모바일 AP(애플리케이션 프로세서)를 제외하면 첫 활용 사례다. 27일 업계에 따르면 삼성전자 파운드리와 디자인하우스(DSP) 기업들은 최근 SF2P 공정에 대한 프로모션을 본격화했다. SF2P 공정, 외부 고객사 유치 준비 마무리…설계 키트도 곧 완성 SF2P는 삼성전자가 내년 양산을 목표로 한 2세대 2나노 공정이다. 올 하반기 양산될 예정인 1세대 2나노(SF2) 공정 대비 성능은 12% 향상됐으며, 소비 전력은 25%, 면적은 8% 줄일 수 있다는 게 삼성전자의 설명이다. 그동안 삼성전자와 DSP 협력사들은 잠재 고객사들과 SF2P 공정 수주에 대한 물밑작업을 진행해 왔다. 내부 고객사인 시스템LSI와도 SF2P 공정 기반의 차세대 모바일 AP(애플리케이션 프로세서) 설계 및 양산을 준비하고 있다. 나아가 올 2분기에는 외부 고객사들을 대상으로 SF2P 공정에 대한 프로모션에 나서기 시작했다. PDK(공정 설계 키트) 등 칩 설계를 위한 기본 준비가 마무리됐다는 판단에서다. PDK는 파운드리 기업이 고객사인 팹리스에 제공하는 소프트웨어다. 특정 공정 기반에 맞춰 칩 설계가 가능하도록 회로 도면과 특성, 시뮬레이션 도구 등 다양한 정보를 포함하고 있다. SF2P 공정의 PDK는 현재 0.9 버전까지 제작됐다. 통상 반도체 업계에서는 1.0 버전이 제작돼야 외부 고객사에 배포가 가능한 것으로 본다. SF2P 공정의 PDK 1.0 버전은 다음달에 개발될 것으로 알려졌다. 반도체 업계 관계자는 "SF2P 공정에 대한 제반 기술들이 갖춰지면서, 최근 삼성전자와 DSP 기업들이 SF2P 공정에 대한 수주 프로젝트를 진행하기 시작했다"며 "올해 삼성전자와 2나노 칩을 설계하려는 고객사들은 대부분 SF2P 공정을 쓰게될 것"이라고 설명했다. AI CPU 칩렛 플랫폼도 SF2P 공정 채택 실제로 삼성전자 SF2P 공정은 상용화 궤도에 오르고 있다. 삼성전자 파운드리 사업부와 DSP 기업 에이디테크놀로지, IP(설계자산) 기업 Arm, 국내 AI 반도체 팹리스인 리벨리온이 협력 개발하는 'AI CPU 칩렛(Chiplet) 플랫폼'이 최근 SF2P 공정을 채택한 것으로 파악됐다. 해당 프로젝트는 리벨리온의 AI 반도체 '리벨(REBEL)'에 에이디테크놀로지가 설계한 CPU 칩렛을 통합하는 것이 주 골자다. CPU 칩렛은 Arm의 '네오버스 컴퓨팅 서브 시스템(Arm Neoverse Compute Subsystems) V3'를 기반으로 설계되며, 삼성전자의 2나노 공정을 통해 양산된다. 칩렛은 각기 다른 기능을 가진 반도체를 제조하고 하나의 칩으로 이어붙이는 최첨단 패키징 기술로, 복잡한 구성의 칩을 보다 효율적으로 제조할 수 있다는 장점이 있다. 해당 프로젝트는 지난해 9월 말 첫 공개됐다. 당시 참여 기업들은 삼성전자의 2나노 공정을 활용하기로 했으나, 구체적으로 어느 세대의 공정을 채택할 지는 확정하지 않았다. 그러나 이들 기업은 최근 SF2P 공정 채택을 확정하고 기술 개발에 돌입했다. 프로젝트 일정이 당초 예상보다 다소 지연되면서, 시기적으로 SF2P 공정을 활용하는 것이 더 적절하겠다는 판단이 작용한 것으로 풀이된다. 업계 또 다른 관계자는 "아직 구체적인 양산 사례가 있는 것은 아니지만, 삼성전자가 내부적으로 SF2P 공정에 대한 수율과 성능에 자신감을 드러내고 있는 것으로 안다"며 "삼성전자 파운드리에서도 DSP 기업들에게 SF2P 공정에 대한 프로모션을 적극 권장하고 있다"고 말했다.

2025.06.27 10:48장경윤 기자

삼성 파운드리 사업 전략 수정…1.4나노 개발보다 2·4나노 수율 집중

삼성전자 파운드리가 위기 극복을 위해 사업 전략을 수정했다. 1.4나노미터(nm) 등 차세대 공정의 개발을 당초 계획보다 미루는 대신 기존 최선단 공정의 수율 개선과 고객사별 최적화에 역량을 집중하기로 했다. 최근 이 같은 기조를 협력사 측에 설명한 것으로 파악됐다. 25일 업계에 따르면 삼성전자는 2·4나노 등 최선단 공정의 수율 안정화 및 최적화 작업에 집중할 계획이다. 앞서 삼성전자는 지난 3일 미국 캘리포니아주 산호세 삼성 반도체 캠퍼스에서 'SAFE(Samsung Advanced Foundry Ecosystem) 포럼 2025'를 개최한 바 있다. SAFE 포럼은 삼성 파운드리와 핵심 파트너, 고객사의 주요 인사들이 모여 첨단 기술과 향후 로드맵을 공유하는 자리다. 당시 포럼에 참석한 복수의 관계자에 따르면, 삼성전자는 1.4나노(SF1.4) 공정의 양산을 기존 로드맵 대비 늦출 계획이다. SF1.4는 당초 삼성 파운드리 로드맵에서 오는 2027년 양산을 목표로 한 차차세대 공정이다. 대신 삼성전자는 2·4나노 등 최선단 공정의 수율 안정화와 최적화에 주력하겠다는 뜻을 파트너 및 고객사에 전달했다. 특히 2나노미터는 삼성전자가 이르면 올 하반기 양산을 시작하는 첨단 공정이라는 점에서 주목된다. 첫 번째 공정인 SF2의 경우, 기존 3나노(SF3) 대비 성능이 12%, 전력효율성이 25% 가량 향상됐다. 반도체 업계 관계자는 "삼성전자가 최근 1.4나노 등 최선단 공정에 대한 도전보다는 기존 공정에 대한 안정성을 높이겠다는 뜻을 강조하고 있다"며 "구체적으로 2나노 등 첨단 공정의 수율 개선과 커스터마이즈 서비스 강화, 삼성 메모리를 활용한 턴키 서비스 제공 등을 약속했다"고 설명했다. 또 다른 관계자는 "삼성전자 파운드리 사업부가 기존 공정에 대한 고객사들의 반응이 대체로 좋지 않았다는 점을 받아들이고, 안정성에 초점을 맞추기로 했다"며 "1.4나노 공정의 구체적인 양산 시기를 재설정하지는 않았으나, 최소 2028~2029년이 될 것"이라고 말했다. 한편 삼성 파운드리 사업부는 초미세 공정에서 애플, 엔비디아, 퀄컴 등 글로벌 빅테크를 고객사로 유치하지 못하면서 최근까지 부진을 겪어 왔다. 시장조사업체 트렌드포스에 따르면, 삼성전자의 올 1분기 파운드리 시장 점유율은 7.7%로 전분기 8.1% 대비 0.4%p 하락했다. 같은 기간 주요 경쟁사인 대만 TSMC는 67.1%에서 67.6%로 0.5%p 증가한 것으로 나타났다.

2025.06.25 11:11장경윤 기자