이재용 삼성 전자 부회장 (왼쪽에서 네 번째)은 지난해 10 월 네덜란드 ASML 본사를 방문해 EUV (극 자외선) 노광 장비를 살펴 봤다. 삼성 전자 제공
‘삼성 전자 25 vs. TSMC 50.’ 세계 반도체 전쟁의 ‘게임 체인저’라고 불리는 극 자외선 (EUV) 장비를 보유한 수다. 초소형, 저전력, 고성능 칩을 효율적으로 생산할 수있는 EUV 장비의 수는 회사의 반도체 기술, 재정력 및 생산 능력을 결정하는 핵심 지표입니다. 이것이 글로벌 반도체 기업들이 EUV 장비를 확보하기 전에 목숨을 잃는 이유입니다.
15 일 업계에 따르면 지난해 말 삼성 전자가 확보 한 EUV 장비는 25대로 세계 1 위 파운드리 (반도체 수탁 제조) 기업 TSMC (45 ~ 50 대)의 절반 수준이다. ). 삼성 전자는이 장비를 경기도 화성 EUV 전용 라인과 경기도 평택 제 2 공장에 배포했다.
네덜란드에서 생산 된 EUV 장비의 가격과 설치비는 대당 2,000 억원을 넘어 섰다. 그래서 보유하고있는 EUV 장비의 수를 반도체 기업의 경쟁력의 척도로 봅니다. TSMC는 라인 폭 (트랜지스터 게이트 폭)이 5nm (나노 미터, 1nm = 1) 인 초 미세 공정을 개발하기 시작한 2018 년 이후 총 EUV 장비 출하량 (75 대)의 60 % 이상을 차지한 것으로 알려져 있습니다. 십억 분의 1 미터) 이하. . 나머지는 삼성 전자, 인텔 마이크론, SK 하이닉스가 공유했다.
장비 보유량 격차는 시장 점유율 격차로 좁혀 질 가능성이 높다. EUV 장비가 충분하지 않으면 고객이 “최신 칩을 만드세요”라는 주문을받을 수 없기 때문입니다. 삼성 전자는 현재 파운드리 시장 점유율 ’20 % 장벽 ‘으로 막혀있다.
삼성 전자는 열등감을 극복하기 위해 차세대 기술을 개발하고 있습니다. 내년 양산을 시작하는 3nm 이하 공정에서 칩의 전력 효율을 크게 높여주는 세계 최초의 GAA 기술을 도입 할 계획이다.
EUV 장비 확보에도 집중할 계획이다. 작년에 삼성은 약 20 개의 장비를 추가로 주문한 것으로 알려졌다. 이는 인공 지능 (AI)과 자율 주행 차의 확산으로 초 미세 공정으로 생산되는 반도체 수요 급증에 대응하기 위함이다. 삼성 전자 시스템 반도체 총괄 전 사장은 “TSMC를 따라 잡으려면 파운드리 기반의 팹리스, 패키징 등 전후방 생태계 구축에 서둘러야한다”고 말했다.
“파운드리 추구 의지를 무너 뜨리겠다”… TSMC는 매년 삼성의 3 배를 투자한다
파운드리는 ’20 % 점유율 ‘에 갇혔다 … Qualcomm과 Sony는 여전히“훌륭하다’ ‘
지난해 10 월, 이재용 삼성 전자 부회장이 푸른 먼지 재킷을 입고 쪼그리고 앉아 전자 기기를 들여다 보는 사진이 화제가됐다. 네덜란드 암스테르담에 위치한 반도체 장비 업체 ASML 본사에서 ‘EUV (극 자외선) 장비’를 살펴 보았다. 유럽 출장 차 ASML에 들른이 부회장은 “EU 노출 장비를 ‘더 빨리’공급해주세요”라고 물었다.
○ 고객은 ‘순수 주조’를 선호
이 부회장이 직접 나선 데에는 이유가있다. 삼성 전자는 2019 년 4 월 ‘시스템 반도체 비전 2030’을 발표했다. 2030 년까지 133 조원을 투자 해이 분야 1 위를 목표로하는 목표에는 세계 1 위 파운드리 (반도체 위탁 생산) 달성도 포함됐다. 그러나 세계 2 위를 지키기 위해 고군분투하고있는 삼성 전자가 1 위인 대만 TSMC의 벽을 넘기는 쉽지 않다는 평가를 받고있다.
시장 조사 업체 트렌드 포스에 따르면 올해 1 분기 시장 점유율 전망치는 TSMC 56 %, 삼성 전자 18 % 다. 삼성 전자는 파운드리 시장에서 ’20 % ‘를 넘은 적이 없다. TSMC는 삼성 전자의 추격에 저항하기 위해 매년 삼성의 3 배에 달하는 설비 투자를하고있다. 올해는 대만 타이난에 3 나노 (나노 미터, 1 나노 = 10 억분의 1 미터) 생산 라인을 건설 할 계획이다. 투자 금액은 사상 최대 규모 인 280 억원 (약 31 조원)이다.
또한 삼성 전자 파운드리 사업에는 내재 된 약점이있다. 스마트 폰용 AP (어플리케이션 프로세서) 설계 및 판매를 담당하는 시스템 LSI 사업부는 한 지붕 아래 있습니다. 퀄컴, 엔비디아 등 파운드리 고객은 정보 유출 우려로 경쟁자 인 삼성 전자 대신 파운드리 업체 인 TSMC를 선호 할 수밖에 없다.
파운드리 사업을 분리하고 분사하는 것은 쉽지 않습니다. 메모리 반도체 사업에서 번 돈을 파운드리에 투자하는 것이 불가능 해지기 때문이다. 결국 경쟁사를 압도하는 기술로 고객 유치가 필요하고이를 구현하기 위해서는 EUV 장비가 필수적이다. 이종호 서울대 반도체 연구소 소장은“EUV 장비는 비싸지 만 공급이 제한적”이라고 말했다. “이 부회장의 ASML 방문은 파운드리 사업에 대한 삼성의 강력한 의지의 예입니다.”
○ 고군분투하는 팹리스
파운드리와 함께 시스템 반도체 산업에서 역할을하고있는 팹리스 (반도체 디자인) 분야에서 한국 기업들은 고군분투하고 있으며 경쟁사의 높은 벽을 실현하고있다.
스마트 폰 AP 시장에서 ‘엑시 노스’제품을 개발, 판매하는 삼성 전자 시스템 LSI 사업부는 3 ~ 5 위를 차지하고있다. 프리미엄 칩 시장에서 미국의 퀄컴, 중저가 시장의 대만 미디어 텍이 지난해 AP 시장의 약 50 %를 차지했다. 시스템 LSI 사업부의 약점은 스마트 폰 중심의 사업 구조와 설계 인력으로 경쟁사보다 30 % 이상 적다.
디지털 기기에서 ‘눈’역할을하는 반도체 인 이미지 센서 시장에서 일본에서 소니의 거점을 무너 뜨리는 것은 쉽지 않다. 시장 조사 업체 TSR에 따르면 지난해 삼성 전자의 이미지 센서 시장 점유율은 19.8 %, 소니는 45.1 %를 기록했다. 2019 년 (소니 48.4 %, 삼성 18.0 %)과의 격차를 좁혔지만 여전히 25 % 포인트 이상 차이가 난다. 삼성 전자는 세계 최초의 0.7μm 화소 이미지 센서와 1 억 8 천만 화소 제품을 개발해 공급 업체를 확대하고 있지만, 단기간에 소니의 명성과 고객 포트폴리오를 따라 잡기 란 쉽지 않다. 또한 중형 팹리스 중 실리콘 웍스는 매출 기준 (2019 년 기준) 세계 19 위, 디스플레이 구동 칩 (DDI) 시장에서 3 위를 차지했다.
○ 반도체 생태계 구축을 위해 노력해야합니다
반도체 산업에서 시스템 반도체 생태계 구축은 시급한 과제입니다. 국내 시스템 반도체 산업은 팹리스, 파운드리, 후가공 (패키징) 등 각 분야에서 세계 일류 기업이 등장해야 성장할 수 있다고한다. 업계 관계자는“맛있는 음식점이 모여서 많은 고객이 방문하면 ‘고메 골목’이된다는 소문이 돌기 때문에 시스템 반도체 업계 각 분야에 강인한 기업이 몇 개있을 것”이라고 말했다. . 국내에는 네 페스, 에스에프에이 등 후가공 업체가 있지만 대만의 ASE 등 세계 1 위 업체와 비교하면 매출은 약 40 분의 1이다.
삼성 전자도 생태계 구축의 필요성을 인식하고 전후 기업과의 협력을 강화하고있다. 대표적인 예로는 2018 년부터 EDA (전자 설계 자동화) 업체, 디자인 하우스, 패키징 업체 등을 포함한 파운드리 생태계 프로그램 ‘SAFE’를 운영하고 있습니다. 경종민 KAIST 전기 전자 공학과 명예 교수, “파운드리 생태계는 국내 기업들이 함께 역량을 키워야한다. 정부도 시스템 반도체 생태계 구축을 위해 적극적으로 노력해야한다”고 강조했다.
황정수 기자 / 이수빈 [email protected]