주문형 반도체라는 의미로 다른 회사에서 설계한 제품을 만들어 주는 공정 대행을 파운드리라고 한다. 최근 눈길을 끄는 것은 삼성전자가 파운드리와 관련하여 2나노 GAA 공정에 의해 엑시노스 시제품 성공(액시노스는 삼성 스마트폰에 들어가는 AP(GPU))한 점이다.
테슬라 AI칩, 소니 영상 처리칩 수주, 퀼컴, AMD와의 새로운 계약 가능성 등의 소식이 들려오고, 2나노 공정 성공은 대단하다고 볼 수는 있지만, 좀 더 객관적인 데이터를 보고 판단할 필요가 있다.
세계 1위 파운드리 생산업체인 TSMC는 점점 세계 점유율이 높아지고 있고, 삼성 파운드리 사업부는 이제 세계 2위라고 하기는 부끄러운 수준이다. 현재의 파운드리 점유율은 같은 회사인 삼성 AP 엑시노스가 포함되어 계산된 것이다.
삼성전자가 파운드리 분야에서 TSMC의 경쟁자가 될 수 있을까? 아직은 아니지만, 희망은 있다. 삼성 파운드리는 미국 텍사스주 테일러 시에 지금 공장을 짓고 있고 올해 완공 목표다. TSMC는 이미 미국 애리조나주에 제1공장은을 가동 중이고 APPLE, NBIDA에 칩을 납품하고 있다. 제2∽6공장 등 칩 공정에서부터 패키지까지 일관된 매가팹을 건설 중이다. 일본 구마모토 공장도 제2공장 증설 계획을 발표하는 등 엄청나게 확장하고 있다.
글로벌 파운드리 1위인 대만의 TSMC는 2025년 1,225억 4,000만 달러를 기록하며 정확하게 69.9%의 점유율을 달성했다. 인공지능(AI) 서버용 그래픽 처리장치(GPU)의 구글 텐서프로세서(TPU)등 첨단 공정에 대한 폭발적인 수요가 매출을 이끌었다. 2위는 삼성전자로 연간 126억 3,000만 달러, 점유율 7.2%였다. 삼성전자와 TSMC와의 연간 점유율 격차는 2024년 55%포인트에서 2025년 62.7% 포인트로 더욱 확대되었다.
3위는 중국 최대의 파운드리 업체인 SMIC로 매출이 전년 대비 16.2% 증가한 93억 2,700만 달러이다. 그러나 점유율은 5.32%로 전년보다 저조했다. 시장조사 업체 트랜포스는 신규 2나노(nm) 제품 출하와 고대역폭 메모리인 HBM4(6세대)에 탑재되는 로직다이(Logic Die) 생산이 매출을 뒷받침했다고 분석했다. 여기에 2026년에는 메모리 가격 상승이 주요 완제품 수요를 위축시킬 가능성이 있어 하반기 주문과 팹(공장) 가동률의 불확실성이 커질 것으로 전문가들은 전망하고 있다.
TSMC와 삼성전자 왜 격차가 계속 벌어질까? 반도체 핵심은 몇 나노 공정이냐다. 현재 구조는 3㎚ 최첨단 AI이고 2㎚은 차세대 공정이다. TSMC는 3㎚을 안정적으로 생산하고 있으며 2㎚을 준비하고 있다. 반면 삼성은 수율, 즉 불량률이 문제여서 고객 확보의 어려움이 있어 격차가 심하게 나타나고 있다. TSMC의 주요 고객은 애플, 앤비디아, AMD, 퀼컴, 브로드컴 등 AI 시대 핵심 기업이다. 삼성은 스마트폰용 칩, 일부 AI 칩 정도로 고객 폭이 매우 좁다.
웨이퍼에서 정상 칩이 나오는 비율을 수율이라 하는데, 예를 들어 100개를 만들었는데 90개가 정상이면 수율은 90%이고, 60개가 정상이면 수율은 60%다. 수율이 낮으면 고객은 바로 떠난다. 현재 업계의 평가는 TSMC는 안정적이고, 삼성은 불안정으로 평가하고 있다.
최근 반도체 시장의 핵심은 AI 칩이다. 대표 제품인 엔비디아GPU), AMD(AI칩), 애플M칩 등의 대부분을 TSMC가 생산하고 있다. AI칩 수요가 폭발하면서 TSMC 매출은 고공 행진하는 구조이다. 10년 전만 해도 TSMC가 50%대, 삼성이 15% 내외였는데 현재는 TSMC가 약 70%의 점유율, 삼성은 7%의 점유율로 격차가 3∽4배로 벌어졌다.
하지만, 삼성이 점유율을 높일 수 있는 긍정적인 카드도 있다. 2나노 공정이 올해 가동되고 미국 텍사스 공장에서 AI칩을 생산하고 테슬라와 약 165억 달러 규모의 AI칩 계약을 체결한 것은 매우 긍정적이다. 전망을 밝게 하고 있다. 삼성은 안정적인 AI칩 수율을 통해 AI 고객 확보로 역전을 시도하는 중이다.
AI 시대 핵심 권력이 TSMC로 집중되고 있지만 파운드리 가동율 80∼90% 수준까지 회복한 삼성이 4나노 공정, HDM4, 베이스 다이, 일부 AI 관련 칩의 영역을 충족하고, 2나노 수율 안정성, 대형 외부 고객의 신뢰를 확보한다면 TSMC와의 격차를 줄어 나갈 수 있을 것이다. 삼성만이 가능한 메모리+파운드리 결합 구조가 현실화하기를 소망해 본다.
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