삼성전자 반도체 공장 사진[삼성전자 제공]

[헤럴드경제=김지헌 기자] “설립된 지 35년 된 대만 TSMC와 독립한 지 5년 된 삼성 파운드리”

삼성전자 파운드리(반도체칩 위탁생산) 사업부가 다음달 독립 5년을 맞는다. 글로벌 2위 자리까지 오르며 첨단 반도체 제조 시장의 발판을 다졌다는 평가와 함께, 글로벌 1위 TSMC를 넘어서기 위해 대형 고객사 확보가 주요 과제로 지적되고 있다.

5월 12일은 삼성전자 파운드리 사업부가 시스템LSI사업부에서 생산시설을 넘겨받아 독립 사업부로 승격된 지 5년 되는 날이다. 2017년 이후 시장조사업체 트렌드포스는 삼성 파운드리 사업부를 글로벌 점유율 산정 대상 기업으로 포함했다.

2017년말 기준 글로벌 점유율을 보면 TSMC는 55.9%로 1위, 삼성전자는 7.7%로 4위를 기록했다. 두 회사간 점유율 격차는 48.2%포인트에 달했다. 당시 글로벌파운드리스가 9.4%로 2위, UMC가 8.5%로 3위의 점유율을 기록했다.

5년 가까이 지난 2021년 4분기 기준 TSMC는 52.1%로 1위를 지키고 있지만, 삼성전자는 18.3%의 비중을 차지하며 글로벌 2위 자리로 올라섰다. 삼성 파운드리는 독립된 이후 5년 동안 약 10%포인트 가량 시장 점유율을 높인 반면, TSMC는 오히려 4%포인트 가량 점유율이 하락한 것이다.

삼성 파운드리는 기존 대형 고객인 글로벌 팹리스 기업 퀄컴의 물량을 수주하는 가운데 시스템LSI 사업부의 모바일 애플리케이션 프로세서(AP) 위탁생산까지 맡으며 2018년 2분기에 시장 점유율을 10%포인트 가량 급격히 높였다. 이후 고객사 물량 수주를 위한 첨단 기술 도입을 선제적으로 시도 중이다.

2016년 10월 업계 최초로 10나노 핀펫 공정(1세대)을 적용한 모바일 AP를 제작해 10나노 시장을 주도하기 시작했고, 이어 2017년에도 업계 최초 10나노 2세대 핀펫 공정 기술을 양산하기 시작했다. 2019년에는 업계 최초로 극자외선(EUV) 공정을 시스템반도체에 적용했다.

생산능력을 확보하기 위해 인프라 등에도 공격적인 투자를 진행했다. 2017년 사업부 출범 당시보다 2021년 생산능력은 약 1.8배 확대된 상태다. 2017년 S3 라인(화성), 2021년 S5(평택) 라인을 가동하는 등 전례없는 투자를 집행 중이라는 평가다.

다만 이 같은 투자를 통해 고객사와 관계를 유지하는 데는 성공하고 있지만, 새로운 고객사 유치가 향후 과제로 남아 있다는 평가가 나온다. 특히 글로벌 1위인 TSMC과의 대형 고객사 물량 확보 경쟁이 한층 격렬해질 전망이다. 현재 TSMC는 애플, 엔비디아, 퀄컴, AMD 등 업계 최상위 고객사들의 반도체를 위탁생산하고 있다. 1987년 설립된 이래 35년동안 독자적인 파운드리 생산라인과 인프라를 구축하며 고객사들과 신뢰관계를 유지 중이다.

기술력 우위 확보를 위해 삼성 파운드리는 ‘게임체인저’로 평가되는 3나노 공정을 업계 최초로 올해 상반기 양산할 예정이다. 기존 핀펫구조를 적용한 트렌지스터의 크기를 줄이고, 성능 향상의 한계를 극복할 수 있는 독자 트랜지스터 구조(GAA MBCFET)를 적용한다는 계획이다. 미국 테일러시에 신규 라인이 올해 상반기에 착공될 예정으로, 올해 하반기에는 평택 3라인의 완공도 앞두고 있다. 현재 4나노 제품 양산을 바탕으로 신규 고객사 확보에도 나선다는 계획이다.

삼성전자는 지난해 100곳 수준이던 고객사를 2026년까지 300곳 이상으로 확대할 예정인 것으로 알려졌다.

현재 업계에선 삼성 파운드리가 적어도 2024년까지 생산 가동률이 100%될 것으로 전망하고 있다. 파운드리 고객사들의 물량이 몰리다보니 서로 판가를 올려가며 주문량을 늘리고 있는 것으로 전해진다.

TSMC 반도체 제조 공정 이미지[TSMC 제공]

다만 TSMC와 격차를 감안할 때 안심할 수 없다는 진단이 나온다. 업계 관계자는 “TSMC와 좀처럼 줄지 않는 격차를 줄이기 위해 첨단 기술력을 확보와 더불어 정부 차원의 협조와 공조도 필요한 시점”이라고 말했다.

김양팽 산업연구원 전문연구위원은 “삼성 파운드리는 독립 5년이고, TSMC는 설립 30년이 넘어 토대 자체가 다른 상황”이라며 “글로벌 파운드리 경쟁 속에서 정부가 전반적인 파운드리 인프라 역량을 구축하는 제도를 갖추는 것이 중요하다”고 말했다.