삼성전자 TSMC 반도체 전쟁(파운드리치킨게임) 시작

대만과 대한민국의 피 터지는 전쟁이 시작되었다. 반도체 전쟁(파운드리 치킨게임)이다. 대만의 경제 규모는 한국의 절반 수준이지만 글로벌 반도체 기업은 한국은 3개 대만은 10개나 된다. 게다가 반도체 분야 시총순위에서 2018년 삼성전자가 1위를 했는데 2023년 1위 자리를 TSMC에게 내줬다. 삼성전자는 얼마 전 인터뷰를 통해서 삼성전자가 위기에 빠져 있다고 호소했다. 메모리 반도체 분야에서는 세계 최장인 삼성전자지만 시스템 반도체 분야에서는 TSMC 와의 격차가 더 커지고 있어 삼성전자가 애가 타는 건 당연하다.

한국 삼성전자

삼성전자와 TSMC 반도체 전쟁

1910년생인 이병철 회장은 1982년 미국 출장을 마치고 들어와서 회사 임원에게 반도체 사업을 시작할 것이라 기획안을 만들어 오라고 지시를 한다. 기획안에는 시스템 반도체 사업은 미국이 한참 앞서고 있었는데 메모리 반도체 분야는 일본이 미국을 앞서고 있다고 하는 내용이었다. 그때 이병철 회장은 일본이 이걸 앞서고 있다면 우리도 할 수 있지 않을까? 메모리 반도체 생산에는 정교한 손기술이 필요하니까 젓가락을 쓰는 우리나라 사람들이 손재주가 특별하니까 가능성이 있어 이거로 하자고 했다. 시스템 반도체 생산을 하겠다고 선언한 모리스 창 메모리 반도체 생산을 하겠다고 선언한 이병철 회장 과연 시간은 누구에게 손을 들어줬을까? 반도체는 크게 메모리 반도체와 시스템 반도체로 나눠진다. 메모리 반도체는 정보를 저장할 수 있는 D램과 NAND플래시 등을 말한다. 시스템 반도체는 정보를 해석하고 계산하는 CPU/GPU 등을 말한다. 시스템 반도체는 제조 공정에 따라 설계만 하는 펩리스 기업과 생산만 담담하는 파운드리 기업으로 나뉘어 삼성은 메모리 반도체 시장에서 점유율 1위 기업이고 시스템 반도체에서 시장 규모가 가장 큰 파운드리 업계에서는 TSMC가 1위이다. 뒤를 삼성 등이 따르고 있었다. 메모리 반도체 분야에서 독보적인 세계 1위를 차지하고 있는 삼성은 파운드리 시장에 집중하는 이유가 있다. 그것은 전 세계 반도체 시장에서 시스템 반도체 시장이 70%를 차지하고 있기 때문이다. 그런데 그중에서ㆍ 삼성이 차지하는 비율은 고작 5% 남짓이었다. 그래서 삼성이 2030년 1등을 하겠다는 목표로 과감한 투자에 나선 것이다. 그래서 파운드리 부서를 신설한 지 5년 만에 시장 점유율이 4위에서 2위로 올라섰다.

대만 TSMC

TSMC는 대만의 반도체 아버지라 불리는 모리스 창이 설립했다. 그는 1931년생으로 미국의 반도체 회사에 다니다가 54세에 은퇴해서 1985년에 대만으로 들어왔다. 모리스 창은 당시 대만 정부의 주선으로 반도체 사업을 하려고 했는데 반도체 사업을 한다는 것은 높은 기술력이 필요하고 돈이 많이 드는 사업이기 때문에 고민이 많았다. 당시만 해도 대부분의 반도체 회사는 설계와 생산을 같이 했다. 특히 설계와 생산을 하고 있는 인텔 같이 거대한 회사와 경쟁한다는 것은 계란으로 바위 치는 것보다 어렵다고 생각했다. 그러다가 모리스 창이 낸 아이디어가 반도체를 생산만 하는 회사를 만드는 것이었다. 즉 파운드리 회사를 만들겠다는 것이었다. 당시 모리스 창의 비즈니스 모델은 파격적이었다. 그래서 대만의 반도체 사업은 반도체 회사를 전담하는 생산 전문기업인 파운드리 회사와 반도체 설계와 개발을 전담하는 기업인 팹리스 회사가 구분해서 발전된 것이다.

삼성전자와 TSMC 격차

최근 파운드리 분야에서 삼성전자와 TSMC의 격차가 더 벌어지고 있다는 게 문제다. TSMC는 2024년 양산를 목표로 애리조나주 피닉스 공장 건설에 13조 6000억 원을 투자했고 TSMC는 약 42조를 추가로 투입해 애리주나 주의 공장을 더 늘리는 방안도 고려 중인 것으로 알려졌다. 삼성은 미국 텍사스 주를 전진 기지로 삼고 있다. 이미 오스틴 파운드리 공장 두 곳을 운영 중인 상성은 20조 원을 투자해 최첨단 파운더리 공장을 추가할 예정이다. 현재 TSMC는 전 세계 기업 500 여 개의 기업에 12000종류의 시스템 반도체를 생산한다. 2022년 8월 중순 TSMC 시가 총액은 약 592조 원으로 전 세계 9위를 차지했고 같은 기간 삼성전자는 약 399 조 원으로 세계 26위이다. 반도체 공정의 핵심은 결국 같은 공간에 회로를 얼마나 더 미세하게 빠르게 기록할 수 있느냐의 싸움이다. 이런 기술은 곧 성능과 원가 절감과 직결되고 전체적인 큰 영향력을 미치게 된다. 이 두 기업 모두 반도체 생산방식을 FinFet 기술 방식으로 시스템 반도체를 생산해 왔다. TSMC 가 대량생산이나 효율 측면에서 삼성보다는 다소 우위를 차지하고 있는 상황은 삼성전자로서도 굉장히 경각심을 가질 상황이다.

삼성전자 GAA 기술

어려운 상황을 돌파하기 위해서 삼성전자는 최근 들어 기술에 대한 투자를 역대급으로 갱신 중에 있다. 삼성전자는 반도체 생산방식을 세계에서 가장 빠르게 3나노 GAA 기술로 승부수를 띄웠다. 삼성전자가 세계 최초 3 나노 파운더리 생산을 하겠다고 선포한 것이다. GAA 기술은 전류가 흐르는 통로 4면을 게이트로 둘러 전류 흐름을 세밀하게 제어할 수 있는 기술이다. 통로와 게이트가 3면만 붙어있는 기존 핀팻 공정보다 통로 4면을 데이터 처리할 수 있어 속도와 성능 측면에서 탁월한 기술이다. 하지만 처음으로 시도하는 앞선 기술이다 보니 시행착오가 있을 수 있다. 자칫 성능 면에서 문제라도 생기면 고객들이 상승을 외면할 테니까 그래서 TSMC는 3 나노 생산방식을 기존 핀팻 구조로 간다고 선언했다. 아직 완전한 검증이 안 된 기술로 리스크를 감당하는 것보다는 지금의 안전한 핀팻 기술 방식을 통해서 안전하게 제품을 공급하기에 따른 전략을 하고 있다. 추격하는 삼성전자와 앞서가는 TSMC의 중 누가 승리자가 될지는 지켜봐야 하겠다.