엔비디아 둘러싼 파운드리 경쟁, 삼성 반사이익 얻나

TSMC가 엔비디아 차세대 GPU ‘하이엔드 RTX 40’ 시리즈를 생산한다는 소식이 전해지면서, 삼성 파운드리 경쟁력이 다소 위축될 것이라는 우려의 목소리가 제기됐다. 하지만 전문가들은 지나친 우려라는 입장이다. 엔비디아 역시 삼성 파운드리와 협업을 지속할 것이며, 다른 주요 팹리스 기업이 삼성전자를 찾기 시작해 미래가 밝다는 전망도 나오고 있다.

TSMC에 RTX40 생산 맡겨도 “전량은 아냐”

2021년 12월 초, 대만 현지매체 타이완 뉴스는 “엔비디아는 차세대 GPU를 TSMC에 위탁 생산하기 위해 계약을 체결했다”며 “삼성 파운드리가 생산하던 엔비디아 RTX 시리즈를 TSMC가 1년 만에 되찾아왔다”고 보도했다.

이와 관련해 국내 언론에서도 “엔비디아가 TSMC 대신 삼성 파운드리를 선택한 이유는 수율(생산품 중 정상제품이 차지하는 비율) 문제 때문”이라고 전한 바 있다. 현재 7나노 이하 공정을 구현할 수 있는 파운드리는 TSMC와 삼성전자, 두 곳뿐이다. 하지만 삼성 파운드리는 TSMC에 비해 수율이 낮다는 지적을 지속해서 받아오고 있었다.

아무리 첨단 공정으로 제품을 만들어내도, 수율이 좋지 않으면 웨이퍼를 낭비하게 된다. 이는 곧 기업의 손실로 이어질 뿐만 아니라, 원활한 반도체 수급도 어려워지게 된다. 엔비디아도 실제 삼성 파운드리를 사용하면서 수율 때문에 애를 먹었던 것으로 전해졌다.

하지만 이번에 엔비디아가 TSMC에 하이엔드 RTX 40 시리즈 생산을 맡기기로 한 것은 삼성전자의 파운드리 역량이나 기업 간 관계와는 연관이 없다는 분석이다. 이미 엔비디아는 그간 데이터센터용 GPU를 TSMC에서 위탁 생산했고, 암페어 아키텍처 기반 GPU는 삼성 파운드리에서 생산해 왔다. 여전히 암페어 기반 GPU는 삼성 파운드리에서 생산하고 있다.

이번에 엔비디아가 TSMC에서 생산할 것이라고 밝힌 것도 신제품 전량이 아니라, 하이엔드 RTX 40 시리즈다. 해당 제품만 TSMC 5나노 공정에서 생산되며, 나머지 제품은 삼성 파운드리 5나노 공정에서 생산된다. 이조차도 아직 명확하게 결정된 바는 없다.

엔비디아 관계자는 추후 파운드리 계획과 관련해 “기본적으로 엔비디아는 TSMC와 삼성 파운드리, 두 곳 모두에 위탁생산을 맡기고 있다”며 “굳이 한 곳에서만 생산하게끔 할 이유는 없다”고 말했다.

삼성 파운드리 미래는?

삼성 파운드리 전망은 밝을 것으로 예상된다. 경쟁사 TSMC의 7나노 미만 선단(Advanced) 공정 부문 주문이 2023년까지 다 찼는데, 이를 필요로 하는 팹리스 기업은 늘어나고 있기 때문이다. 현재 7나노 미만 공정을 구현할 수 있는 파운드리는 TSMC를 제외하고 삼성전자가 유일하다. 팹리스 기업에게는 삼성전자가 유일한 대안인 셈이다.

팹리스 기업의 공급망 다변화 시도도 삼성전자에게는 긍정적인 영향을 줄 예정이다. 불안한 매크로 환경과 반도체 수급난 등의 이유로 팹리스 기업은 여러 생산라인을 확보해 공급망을 안정화하기 위한 조치를 취하고 있다. 그 가운데 삼성전자가 TSMC 고객사도 유치할 가능성도 있다.

고질적인 문제였던 수율을 개선했다는 이야기도 나오고 있다. 익명을 요청한 반도체 시장 전문가는 “그간 삼성 파운드리는 수율 문제로 꾸준히 지적을 받아왔으나, 최근 수율이 개선됐다는 평가를 받고 있다”고 말했다.

삼성전자는 지속해서 고객사를 확보해 나가고 있다. 퀄컴, IBM을 고객사로 확보했다. 여기에 AMD 반도체도 삼성 파운드리 4나노 공정에서 생산된다.

다만 실제 경쟁력은 TSMC와 삼성전자의 3나노 공정 성공 여부에 달렸다는 의견이 지배적이다. 삼성전자는 내년 상반기부터 차세대 트랜지스터 구조 GAA를 적용한 3나노 공정을 도입하고, TSMC는 내년 하반기부터 3나노 공정에 진입할 것이라고 밝혔다.

삼성전자가 GAA 3나노에 성공적으로 진입한다면 추후 2나노, 1나노도 어렵지 않게 진입할 수 있어 시장 경쟁력을 갖출 것으로 보인다. 반면 삼성전자가 이를 실패한다면, TSMC가 3나노 공정에서 앞설 것으로 예상된다.

글. 바이라인네트워크
<배유미 기자>youme@byline.network