AMD의 2나노 파운드리, 한국, 대만, 미국, 일본 수주 경쟁

 

Amd-Ryzen-프로세서

 

미국의 AMD가 차세대 CPU에 2 나노 미세공정을 적용할 계획을 검토하고 있으며, 삼성전자와 TSMC가 AMD 반도체 위탁생산을 수주할 유력 후보로 거론되고 있습니다. 이번 글에서는 AMD의 2 나노 파운드리 적용 계획과 두 파운드리 업체의 2 나노 반도체 양산 목표와 미국의 인텔, 일본까지 가세 그리고 이를 둘러싼 경쟁 상황에 대해 살펴보겠습니다.

 

2 나노 파운드리 기술

2 나노 파운드리 미세공정은 삼성전자와 TSMC가 모두 2025년 양산을 목표로 두고 있는 차세대 미세공정 기술입니다. 현재 최신 기술인 3 나노 대비 성능과 전력효율 개선에 기여할 것으로 전망되어, AMD는 차세대 CPU ‘ZEN6’에 2 나노 미세공정 기술을 적용할 계획입니다. AMD는 기존에도 7 나노, 5 나노, 3 나노 공정을 적용해 왔으며, TSMC 파운드리를 주로 활용하고 있습니다. 삼성전자는 2023년에는 3 나노 2세대, 2025년에는 GAA 기반 2 나노 공정에 돌입할 계획입니다. GAA는 반도체 칩의 기본소자인 '트랜지스터'를 더 작고 빠르게, 적은 전력만 소모하도록 만드는 최신 기술입니다. 지금까지 트랜지스터를 가장 작고 빠르게 만들 수 있는 기술은 물고기의 등지느러미(Fin) 모양을 닮은 '핀 트랜지스터'였습니다. 삼성의 경우 2012년 14 나노 공정부터 핀 트랜지스터를 도입했습니다. 7 나노, 5 나노, 4 나노 등 초미세 공정 기술이 발전하면서 한계에 부딪혔습니다. 핀 트랜지스터 구조로는 4 나노 이하 공정에서 '동작 전압(트랜지스터 등을 동작시키기 위해 필요한 전원 전압)'을 줄이는 게 불가능했습니다. 이를 해결하는 기술이 바로 GAA입니다. 삼성전자는 여기서 더 나아가 독자적인 GAA 기술인 'MBC펫(Multi Bridge Channel-Field Effect Transistor)'을 개발했습니다. 삼성전자 측은 "MBC펫 구조를 적용한 3 나노 공정은 기존 핀펫 기반 5 나노 공정 대비 성능은 30% 향상되고, 전력 소모와 면적은 각각 50%, 35% 감소할 것으로 예상한다"라고 설명했습니다.

 

삼성전자와 TSMC의 경쟁에 미, 일 가세

현재 삼성전자와 TSMC는 최신 공정으로 앞서고 있는 3 나노 공정으로 위탁 생산 수주 실적을 쌓기 위한 치열한 대결을 펼치고 있습니다. 그러나 AMD와 같은 대형 고객사의 2 나노 파운드리 활용 계획이 예상보다 이른 시점에 공개되며, 이로 인해 차세대 공정에서도 중장기 경쟁 대응 전략을 고려해야 하는 처지에 놓였습니다. AMD는 단일 파운드리 업체에 의존하는 대신 TSMC와 삼성전자에 제품별로 반도체 위탁 생산을 나누어 맡기는 방안도 검토 중입니다. 한편, 대만 TSMC와 삼성전자가 주도하는 반도체 초미세공정 경쟁에 일본, 미국 기업도 가세하며 '나노' 공정 경쟁에 불이 붙었습니다. 삼성전자는 지난해 3 나노미터(nm, 1nm는 10억 분의 1m) 반도체를 세계 최초로 양산했고 인텔이 내년 2 나노 시대를 열겠다고 선언하면서 반도체 나노 공정 경쟁 판도가 점입가경입니다. 31일 업계에 따르면 일본 반도체 기업 라피더스는 홋카이도 치토세 공업단지에 신규 공장을 설립하기로 결정했습니다.

 

추가로 도움 되는 포스팅

삼성, TSMC 추격 발판 첨단 패키징 기술 도입, 관련주는?

 

삼성전자의 역할

최근 삼성전자는 자사의 자체 모바일 프로세서 시리즈인 '엑시노스'에서 AMD GPU 기술을 계속 활용하기로 결정하였습니다. 이러한 결정은 삼성전자가 기술 혁신에 대한 열망을 지속하고 있다는 것을 보여주는 중요한 사실입니다. 이에 따라 삼성전자 5 나노 파운드리에서 AMD의 새로운 VPU 반도체를 생산할 것으로 예상됩니다. 이러한 협력은 두 회사 모두에게 이익이 될 것입니다. 또한 AMD는 CPU 경쟁력 확보를 위해 최신 공정 기술 도입을 활발히 추진하고 있다는 점에서 2 나노 파운드리 상용화 시기가 불확실성을 내포하고 있습니다. 그러나 이러한 불확실성은 삼성전자에게 더 많은 기회를 제공합니다. 결국 삼성전자가 2 나노 파운드리 생산체계를 구축하게 된다면 AMD와 같은 고객사의 반도체 위탁생산 주문을 수주하여 성과를 내지 않을까 기대됩니다. 이처럼 두 회사가 함께 협력하면서 새로운 기술 혁신을 이끌어내는 것이 중요합니다.

 

비메모리 반도체 관련주

후성은 반도체 수요 증가와 함께 반도체의 미세공정이 더욱 중요해지는 상황에서 반도체 미세화 및 3D 공정이 도입될수록, 동사가 생산하는 반도체 특수가스 C4F6 및 WF6의 수요는 더욱 증가할 것으로 예상됩니다. 후성은 반도체 공정용 에칭가스인 C4F6을 생산하고 있으며, 디스플레이 식각 공정에 사용되는 소재인 불산을 제조하기 때문에 소재 관련주로 선정되었습니다. 텔레칩스는 자율주행차와 스마트홈 등에 사용되는 시스템 반도체를 설계하기 위한 기업입니다. 삼성전자의 8 나노미터 반도체 파운드리를 통해 자동차용 반도체를 생산하여 현대차에 공급하기도 합니다. 국내 팹리스 시장 점유율 2위의 기업입니다.

 

원익 IPS는 반도체 장비 산업에서 기술 난도가 높은 기판 위에 회로 패턴을 형성하는 공정 장비 사업을 진행 중입니다. 박막 형성을 위한 증착 장비와 열처리 장비를 주로 공급하고 있어 반도체 장비 관련주로 분류됩니다. 솔브레인은 삼성전자, SK하이닉스, LG디스플레이 등 국내 반도체 및 디스플레이 제조사에 공정용 화학 재료 등을 안정적으로 공급합니다. 특히, 미세공정을 통해 식각액과 세정액 재료(반도체 공정에서 필수)를 공급하며, 초고순도의 화학물질을 생산하는 기업입니다. 디스플레이 관련 사업도 높은 비중으로 진행 중이기 때문에 2차 전지 관련주로도 분류됩니다.

 

심텍은 코로나19 등 불확실성 증대에도 불구하고 서버 및 스마트 모바일향 고부가가치 제품 위주 매출이 성장하고 있습니다. 고부가 제품군인 GDDR6(그래픽카드용 DRAM)과 서버용 메모리모듈이 선방하며, 게임기 신제품 출시로 인해 GDDR6 신규 수요와 함께 서버용 메모리모듈의 추가적인 성장이 예상됩니다. 심텍의 주요 제품으로는 DRAM 등의 메모리칩을 확장시켜 주는 모듈 PCB와 각종 반도체 칩을 조립할 때 사용되는 서브스트레이트 기판, 모바일용 빌드업 기판 등이 있습니다. 또한, 심텍의 자회사인 심텍그래픽스가 고성능 그래픽 DRAM인 GDDR6을 생산하고 있기 때문에 반도체 관련주로 선정되었습니다. 리노공업은 반도체 테스트 소켓 세계 1위 기업입니다. 삼성전자와 SK하이닉스를 비롯한 세계적인 기업과 거래 중이며, 비메모리 반도체 후공정 검사용 부품 분야에서 독보적인 기업으로 성장하고 있습니다. 5G 관련주로도 유명한 종목입니다.

 

결론

2 나노 파운드리 기술을 둘러싼 경쟁 상황은 삼성전자와 TSMC의 대결로 시작되었지만, AMD의 2 나노 파운드리 적용 계획이 발표되면서 불이 붙었습니다. 이제는 삼성전자가 2 나노 양산 속도뿐 아니라 생산 수율과 단가 등 여러 측면에서 장점을 확보해야 하는 과제도 안고 있습니다. 삼성전자는 3 나노미터 반도체 양산에서도 선제적인 입지를 확보하고 있지만, 여기에 2 나노 파운드리까지 추가로 구축하는 것은 쉽지 않은 일입니다. 앞으로도 반도체 초미세공정 경쟁은 계속될 것으로 보입니다.

 

추가로 도움 되는 포스팅

삼성, 용인 파운드리 300조원 투자, 대만 TSMC 잡는다