글로벌 경기 침체로 파운드리 3나노 공정 확대도 지연되는 모습이다. 벌써부터 2나노 경쟁이 치열해지는 가운데 경기 회복과 '가성비' 확보 여부에 따라 운명도 결정될 전망이다.

20일 업계에 따르면 삼성전자는 4나노 공정에 양산한 통합칩(SoC)을 새로운 플래그십에 탑재한다. 삼성전자 엑시노스 2400과 퀄컴 스냅드래곤8 Gen3다. 각각 삼성전자와 TSMC에서 양산 중이다.

최선단 노드인 3나노 공정이 아니다. 삼성전자와 퀄컴 등은 아직 3나노 공정에서 만들 AP 계획을 공개하지 않았다. 내년 말 엑시노스 2500과 스냅드래곤8 Gen4를 3나노에서 양산할 가능성이 높게 점쳐지지만, 아직 확정된 내용은 아니다. 대만 미디어텍 역시 아직까지 플래그십인 디멘시티9300을 4나노에서 만든다. 엔비디아도 아직 4나노 공정을 주력으로 이용하고 있다.

파운드리 업계가 3나노 공정을 양산 단계로 올린 것은 1년이나 됐다. 삼성전자가 지난해 6월 게이트올어라운드(GAA)를 처음 적용해 먼저 시작했고, TSMC도 올 초부터 가동에 나섰다.

그러나 아직까지 3나노 공정을 사용한 SoC는 애플의 모바일용 A17과 PC용 M3 정도다. 삼성전자도 에이디테크놀로지를 통해 해외 서버용 반도체를 수주하긴 했지만 SoC 와 비교하면 영향력이 작다. 트렌드포스에 따르면 애플 SoC를 양산하는 TSMC도 매출 중 3나노 비중이 6%에 불과했다.

미세 공정은 반도체 성능을 좌우하는 가장 중요한 요소로 꼽힌다. 전력 효율과 면적, 성능을 모두 크게 개선할 수 있기 때문이다.

그럼에도 팹리스 등 업계가 여전히 3나노 비중을 확대하지 않는 가장 큰 이유로는 글로벌 시장 침체가 꼽힌다. 스마트폰 등 수요가 좀처럼 늘지 않는 상황에서 가격이 비싼 선단 공정을 적용하기는 부담이라는 것.

3나노 공정 성능 향상 수준이 기대에 미치지 못한다는 추측도 있다. 최근 퀄컴과 미디어텍이 공개한 벤치마크 테스트 결과를 보면 양사 신제품은 3나노로 만든 A17을 넘어선다. 그러면서도 가격은 5나노나 4나노와 비교해 50% 가까이 높다고 전해진다.

업계 관계자는 "플래그십 SoC는 가격보다도 성능을 중시한다"며 "4나노 공정에서도 충분한 성능을 낼 수 있다고 판단한 것으로 볼 수 있다"고 말했다.

일단 업계는 내년 말부터는 3나노 공정을 본격적으로 가동할 수 있을 것으로 보고 있다. 삼성전자가 차세대 SoC인 엑시노스 2500을 준비 중, 퀄컴 스냅드래곤 Gen4와 엔비디아 차세대 GPU도 수주를 진행 중으로 알려졌다.

문제는 이듬해부터 차기 선단 공정인 2나노 양산이 예정됐다는 것. 삼성전자와 TSMC, 그리고 인텔 역시 2025년을 목표로 2나노 혹은 2나노급 파운드리 양산을 준비 중이다. 무엇보다 인텔이 본격적으로 파운드리 수주를 시작하는 시기라 경쟁은 더욱 치열할 전망이다.

파운드리 업계도 2나노에 큰 기대를 걸고 있다. TSMC는 처음으로 GAA를 적용할 계획으로, 삼성전자는 앞선 GAA 경쟁력을 앞세우고 후면전력공급기술(BSPDN)까지 더해 TSMC와 승부를 보겠다고 공공연히 밝혀왔다. 인텔 역시 GAA인 '리본펫'에 더해 BSPDN인 파워비아를 적용하며 파운드리 사업을 성공적으로 론칭하겠다는 의지를 다지고 있다.

이미 수주 전쟁도 시작된 분위기다. 업계에 따르면 파운드리3사는 고객사에 2나노 시제품을 제공하기 시작했다. 삼성전자가 공격적인 가격 정책으로 장점을 어필하는 가운데, TSMC 류더인 회장이 인터뷰를 통해 품질이 중요하다며 견제하기도 했다.

다만 2나노 기술 경쟁으로 3나노가 건너 뛰어질지는 아직 미지수다. 2나노 공정이 양산을 시작하더라도 안정화하기까지는 시간이 걸리는 만큼, 4나노와 5나노 공정이 그랬던 것처럼 한동안은 3나노가 주요 공정으로 남을 것이라는 분석이다. 2나노 공정을 양산하기 위해 필요한 ASML의 하이NA EUV 장비도 2025년에서야 비로소 대량 생산을 예정하고 있으며, 그나마도 연간 10대밖에 만들지 못한다.

업계 관계자는 "경기 침체 등 요인으로 3나노 공정이 대중화되지는 않은 것으로 추정되지만, 충분한 가동률과 함께 수율 개선과 선단 공정 개발도 계획대로 추진 중"이라며 "차세대 제품들이 곧 양산을 앞두고 있고 2나노 공정이 충분히 자리잡기 전까지는 3나노 공정 비중이 꾸준히 높아질 것"으로 내다봤다.