삼성, 대만 최고의 파운드리 TSMC 추구 … 초 미세 공정 경쟁의 불꽃

입력 2021.01.08 06:00

올해 6 %의 파운드리 성장 예측
1 위 TSMC 54 %, 2 위 삼성 전자 18 % 전망
10nm 이하, TSMC 60 %, 삼성 전자 각 40 %
내년 양산 목표 3nm 경쟁이 시장으로 향할 것 같다

삼성 전자는 2030 년까지 시스템 반도체 1 위 달성을 선언하며 반도체 파운드리 (반도체 위탁 생산)의 절대 강국 인 대만 TSMC를 추구하고있다. 삼성 전자는 메모리 반도체 시장에서 세계 1 위지 만 파운드리 시장은 TSMC와 큰 격차로 두 번째입니다.



대만 타이난 사이언스 파크에 위치한 TSMC Fab (공장) 18. 현재 TSMC는 여기에 3nm 팹을 건설하고 있습니다. / TSMC 제공

그러나 10nm (나노 미터, 10 억분의 1 미터) 미만의 마이크로 프로세싱의 경우 세계 2 개 업체 만이 6 : 4의 시장 점유율을 가지고있어 속도에 따라 삼성 전자가 충분한 기회를 가질 것으로 예상된다. 미래 기술 개발과 대량 생산의 나온다.

8 일 시장 조사 기관 트렌드 포스에 따르면 올해 파운드리 시장 규모는 전년 대비 약 6 % 성장한 878 억달러 (약 95 조 5550 억원)로 예상된다. 신종 코로나 바이러스 감염증 (코로나 19)에 따른 비 대면 기술이 주목을 받고 있으며, 국내에 채용 된 반도체 비중이 증가하면서 스마트 폰, TV, PC, 서버용 반도체에 대한 수요가 증가했기 때문입니다. 자동차 산업도 증가했습니다.

대만 TSMC는 올해 파운드리 시장의 54 %를 점유 할 것으로 예상되며 1 위 시장으로 남을 것으로 보인다. 2 위는 삼성 전자로 지난해 17 %에서 18 %로 1 % 포인트 늘어날 전망이다. 양사 간 격차는 여전히 30 % 포인트 이상인 것으로 나타났다.

그러나 TSMC와 삼성 전자는 10nm 이하의 회로 선폭으로 마이크로 프로세싱 시장에서 경쟁 할 것으로 예상된다. 전 세계 TSMC와 삼성 전자 만이 10nm 이하의 미세 가공을 할 수 있지만 트랜스 포스는 두 회사의 시장 점유율을 각각 60 %, 40 %로 예측했다. 양국을 위협하고 있던 중국의 SMIC는 미국의 제재로 인해 경쟁력을 다소 흔들었다.

업계는 삼성 전자의 마이크로 프로세싱 경쟁력의 원인으로 파운드리 전체와 마이크로 프로세서의 점유율 차이를 꼽았다. 7nm 이하 공정에서 TSMC와 경쟁하고있다. 반도체 공정에서는 회로 선폭이 좁을수록 고효율, 저전력, 초소형 반도체가 만들어집니다.

TSMC와 삼성 전자도 5 나노 공정에 직면하고있다. TSMC의 경우 Apple, AMD, MediaTek이 주요 고객으로 간주되며 삼성 전자는 자체 모바일 AP (앱 프로세서) Exynos, Qualcomm 및 Nvidia도 주문을 받고 있습니다. 2022 년에 고성능 컴퓨팅 (HPC) 관련 반도체를 포함한 마이크로 프로세싱 파운드리는 말 그대로 반도체 설계 회사에 의해 정렬됩니다.



미세 가공 파운드리 제품을 생산할 삼성 전자 평택 2 호선. / 삼성 전자 제공

3nm 마이크로 프로세싱의 대량 생산도 중요합니다. 3 나노 반도체는 인공 지능 (AI), 5 세대 이동 통신 (5G), 자율 주행 차, 클라우드 등 처리 속도가 중요한 분야에 주로 적용될 것으로 예상된다. Apple, Huawei, Google, Nvidia 및 Microsoft (MS)는 주요 잠재 고객으로 간주됩니다.

TSMC와 삼성 전자가 나란히 2022 년 3 나노 공정 양산을 선언했지만 기술 방향이 다소 다르다. 삼성 전자는 3nm 공정에 GAA (Gate All Around) 기술을 적용하고 TSMC는 기존 공정에서 사용하던 FinFET를 유지하고 있습니다.

반도체를 구성하는 트랜지스터는 전류가 흐르는 ‘채널’과 채널을 제어하는 ​​’게이트’로 구분됩니다. GAA는 게이트가 채널의 네면을 둘러싸는 구조입니다. 이는 전류 흐름의 미세한 제어와 같은 채널 조정 기능을 최대화합니다. 그러나 공정은 핀펫 구조보다 복잡하고 정교하기 때문에 수율 (양품 대 총 제품의 비율) 문제를 해결해야합니다.

Finpet은 게이트와 채널이 3면에서 접촉하기 때문에 초 미세 공정에서 다소 불리한 기술로 알려져 있습니다. TSMC는 2nm 공정에서 삼성과 같은 GAA를 도입 할 것으로 예상됩니다.

이러한 이유로 업계는 3nm 공정의 성공 또는 실패가 향후 파운드리 산업의 방향을 결정할 것으로 예측합니다. SK 증권 김영우 연구원은 “삼성은 GAA를 통해 3nm부터 TSMC보다 기술 우위를 점할 것”이라고 말했다. 삼성 전자의 3nm GAA 공정이 성공적으로 평가되면 2023 년 파운드리 시장이 변화 할 것으로 예상된다.

이 베스트 투자 증권 최영 산 연구원은 “삼성 전자의 파운드리 점유율은 결코 낮지 않으며, 다른 파운드리 업체들이 10nm 이하 공정에 진입하는 것은 매우 어렵다”고 말했다. 삼성 전자의 파운드리는 30 ~ 40 % 수준까지 시장 점유율을 충분히 높일 수있을 것으로 보인다”고 말했다.

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