퀄컴·애플 등 주요 고객사, 인텔을 새로운 제조기지 선택할 수도
업계 전문가 “반도체 세대 높아질수록 수율 안정화 어려워, 결국 수율이 관건”
삼성전자, 공격적 투자로 파운드리 캐파 확대·패키징 기술 고도화
미국 반도체기업 인텔과 영국의 팹리스(반도체설계 전문회사) ARM이 파운드리(반도체 위탁생산)분야 동맹을 맺고 협력을 강화하기로 했다. 이에 따라 현재 TSMC와 삼성전자가 양분하고 있는 파운드리 시장에 지각변동이 올수 있다는 전망이 제기됐다.
13일 반도체업계에 따르면, 지난 12일(현지시간) 인텔 파운드리 서비스(IFS)는 ARM과 함께 인텔의 18A 공정을 활용해 차세대 모바일용 반도체 시스템온칩(SoC)을 개발한다고 발표했다. 인텔의 18A 공정은 1.8나노미터(㎚·10억분의 1m)에 해당하며, SoC는 전체 시스템을 칩 하나에 담은 기술집약적 반도체를 말한다.
이번 협력을 통해 우선 모바일용 SoC 설계를 시작으로, 향후 자동차, 사물인터넷(IoT), 데이터센터, 항공우주산업 등 전방위적으로 확장을 추진한다는 게 인텔의 설명이다.
팻 겔싱어 인텔 최고경영자(CEO)는 “컴퓨팅 성능에 대한 수요가 증가하고 있지만 그동안 팹리스 업체들은 첨단 모바일기술을 활용해 SoC를 설계할 수 있는 옵션의 폭이 제한적이었다”며 “인텔과 ARM의 협업은 파운드리시장을 확대하고 업계 최고 수준의 개방형 공정을 사용하고자 하는 기업들에게 새로운 기회와 접근 방식을 제공할 것"이라고 말했다.
르네 하스 ARM CEO는 “컴퓨팅과 효율성에 대한 요구가 점점 더 복잡해지면서 우리는 새로운 차원에서 혁신할 필요가 있다”며 “ARM과 인텔은 세계를 변화시킬 차세대 제품을 위한 중요한 파운드리 파트너가 될 것”이라고 자신감을 나타냈다.
인텔은 중앙처리장치(CPU) 부문의 절대적 강자이지만 파운드리시장에서 존재감은 미미하다.
대만의 시장조사기관 트렌드포스에 따르면, 지난해 4분기 글로벌 파운드리 시장점유율은 TSMC가 58.5%로 독보적 1위이다. 삼성전자는 15.8%로 2위를 차지했으며, UMC(6.3%), 글로벌 파운드리(6.2%), SMIC(4.7%) 등의 순으로 나타났다. 인텔이 인수한 타워 세미콘은 1.2%로 8위에 그쳤다.
하지만 업계 일각에서는 파운드리 기술경쟁에서 밀렸던 인텔이 ARM과 손잡으면서 향후 TSMC와 삼성을 위협할 수 있다는 관측을 내놓고 있다. CPU를 비롯해스마트폰에서 두뇌역할을 하는 모바일 애플리케이션프로세서(AP)의 90% 이상이 ARM의 설계도를 사용하는 만큼 인텔과 ARM의 동맹을 가볍게 볼 수 없다는 것이다. 특히, 인텔은 지난 2021년 파운드리사업 재진출을 선언한 이후 공격적인 투자를 단행하고 있다.
게다가 퀄컴이나 애플 등 주요 고객사들이 인텔을 새로운 제조기지로 삼을 가능성도 배제할 수 없다. 이는 파운드리의 후발주자인 인텔이 입지를 공고히 하는 계기가 될 가능성이 크다. 그만큼 파운드리 경쟁사인 삼성전자와 TSMC에 위협이 될 수 있다는 분석이다.
업계 관계자는 “모바일용 칩 파운드리시장은 애플, 퀄컴 등 대형 고객사가 포진하고 있는 만큼 TSMC와 삼성을 위협할 수 있다”면서 “다만, 반도체는 세대가 높아질수록 제조기술이 어렵고 수율(결함 없는 합격품의 비율) 안정화가 까다롭기 때문에 결국 수율이 관건”이라고 말했다.
다만, 삼성전자 역시 파운드리에 대한 공격적인 투자를 통해 파운드리 캐파 확대 및 패키징 기술 고도화 등 경쟁력을 꾸준히 강화하고 있다.
삼성전자는 국내 평택·미국 테일러 팹을 포함해 오는 2027년까지 캐파를 지속 확대해나갈 계획이다. 또, 향후 테일러 팹에서는 S2 팹의 노하우를 활용해 2024년부터 양산에 들어갈 예정이다.
삼성전자 I-Cube 2.5D 패키징기술: 병렬수평배치 통해 칩에서 나오는 열 배출 및 성능 확장
삼성전자의 고도화된 패키징 기술도 기대를 모으고 있다. 미세화가 지속되면서 반도체 후공정 기술 업그레이드에 대한 니즈는 어느 때보다 강해지고 있다. 이에 따라 삼성전자의 2.5/3D 이종(Heterogeneous) 패키징 구조와 Bump-less 패키징 등 선단 공정 대응을 위한 차세대 패키징 기술도입 및 개발은 더욱 빠르게 진행될 것으로 예상된다.
현재 삼성전자의 파운드리는 4nm FinFET 대비 3nm GAA가 최적화되어 있는 것으로 파악되고 있다. 이미 지난해 6월 GAA 트랜지스터 기술을 적용한 3nm 1세대 공정을 활용해 세계 최초로 양산을 시작했으며, 오는 2025년 2나노, 2027년 1.4나노 공정에 GAA를 활용한다는 계획이다.
백길현 유안타증권 연구원은 “올 하반기부터 삼성 파운드리 부문의 사업가치가 부각될 가능성이 크다”면서 “북미 테일러 신규 팹의 공급망에 대한 관심을 가져볼 필요가 있다”고 말했다.
