대만 TSMC가 역대급 실적에 역대급 투자 계획을 발표하며 파운드리 1위 지키기에 나섰다. 삼성전자도 올해 대규모 투자로 '반도체 비전 2030'을 향해 속도를 붙인다는 계획. 초미세공정과 수율 확보가 성패를 가를 전망이다.

16일 업계에 따르면 TSMC는 4분기 매출액 157억4000만달러(한화 약 18조7000억원)를 기록하며 역대 최고 기록을 달성했다. 전년 동기 대비 24.1%, 전분기보다 5.8% 증가한 수치다. 5나노 수요에 따른 성과라는 설명이다.

올 1분기에는 다시 한 번 기록을 경신할 것으로 내다봤다. 매출 기준으로 166억달러에서 172억달러로 4분기 보다 10% 가까이 늘어난 수준이다.

TSMC는 지난해 높은 실적을 기반으로 올해에는 설비 투자 규모를 전년 대비 50% 가까이 늘리겠다는 발표로 파운드리 업계를 긴장케 했다. 지난해에는 300억달러를 썼지만, 올해에는 400억달러에서 440억달러를 설비투자에 쏟는다는 것.

삼성전자도 DS부문 사업 실적은 TSMC에 뒤지지 않는다. 4분기 전망치가 30조 수준으로, 연간 기준으로는 90조원을 훌쩍 넘기며 미국 인텔도 넘어서 1위에 올라설 전망이다.

다만 파운드리 비중이 크지 않은 만큼, 점유율로는 지난 4분기에도 여전히 20%를 넘어서지 못했을 가능성이 높다.

투자 규모도 큰 차이가 없었다. 삼성전자는 지난해 3분기까지 약 30조원을 투자했으며, 4분기까지 40조원을 쓴 것으로 추정된다. 많은 비중을 파운드리에 투자하긴 했지만 메모리 분야에도 투자가 없지 않았던 만큼 TSMC와 비슷하게 쓴 셈이다.

올해에는 TSMC에 역전당할 수 있다는 우려가 나온다. 삼성전자는 올해 미국 신규 팹에 20조원을 비롯해 약 45조원 가량을 투자할 것으로 예상된다. 주력 사업인 메모리 시장이 불안한 모습을 보이면서 지난 컨퍼런스콜에서는 투자에 보수적으로 접근하겠다고 밝힌 바 있다.

TSMC가 투자 규모를 대대적으로 확대한 이유는 삼성전자를 넘어서기 위해서라는 분석이다. 공정별로 4분기 매출 비중이 7나노가 27%, 5나노가 23%로 초미세공정 비중이 절반 이상을 차지하는 상황, 유일한 경쟁자인 삼성전자가 빠르게 격차를 좁혀오고 있기 때문이다. 투자금액 중 70~80%를 7나노 이하 미세 공정 개발에 투입할 계획이다.

실제로 삼성전자는 최근 극자외선(EUV) 공정 우수성을 인정받으면서 앞으로 1~2년 물량 수주를 끝낸 것으로 알려졌다. IBM과 퀄컴, AMD 등이 고객사로 추정된다. 트랜드포스에 따르면 지난해 3분기에도 점유율은 17%대, '반도체 비전 2030'을 선언한 이후에도 TSMC와 격차를 전혀 좁히지는 못했지만, 초미세 공정 비중이 상대적으로 높아 TSMC에는 적지 않은 위협이라는 전언이다.

특히 3나노 공정에서는 삼성전자가 TSMC를 한 발 앞서 나갈 것으로 기대된다. 올해 상반기 1세대 양산을 준비하는 가운데, 업계에서는 처음으로 게이트 올 어라운드(GAA)를 도입할 예정이기 때문이다. GAA는 회로의 4면을 모두 사용하는 방법으로, TSMC가 사용하는 핀펫보다 전력 효율을 훨씬 높일 수 있는 기술이다. 인텔도 파운드리 진출을 선언하면서 GAA와 같은 기술인 '리본펫'을 장점으로 내세운 바 있다.

TSMC는 2나노 공정부터 GAA를 적용한다는 계획이다. 삼성전자가 훨씬 앞서 개발을 시작한 탓에 TSMC는 아직 실제 공정에 적용하기 어려운 상황으로 알려졌다. 새로운 기술을 도입해도 안정화하는 데 시간이 필요한 만큼, 자칫 3나노 미만 공정에서는 삼성전자에 기술적으로 뒤쳐질 수 있다는 얘기다.

TSMC가 2나노 도입을 서두르는 이유도 여기에 있다. 업계에 따르면 TSMC는 최근 2025년 양산을 목표로 대만 타이중시에 새로운 팹을 건설하는 내용을 논의하고 있다. 삼성전자와 인텔도 2025년 2나노 수준 양산을 준비 중이다.

때문에 일각에서는 2025년 이후 파운드리 업계가 본격적인 진검승부를 시작할 것으로 예상하고 있다. TSMC와 삼성전자가 2나노 GAA 수율 경쟁으로 수주 확대에 나서는 가운데, 인텔이 새로 도전장을 내밀고 '진짜 실력'으로 경쟁하게된다. '반도체 비전 2030' 달성 여부도 이에 따라 판가름날 전망이다.