TSMC, 삼성전자 의식했나 “내년 하반기 3㎚ 공정, 최고 밀도 자신”

"3㎚ 공정 도입 예정대로 내년 하반기에 한다"
일본 공장 내년 착공·오는 2024년 양산 목표
유럽 공장 신규 투자 배제하지 않아
차량용 반도체 시장의 15%만 점유…우리가 해결할 수 없어

TSMC 대만 14팹 전경/제공=TSMC

반도체 위탁생산(파운드리)기업 대만 TSMC가 내년 하반기 3나노미터(㎚·10억분의 1m) 공정을 ‘N3’ 팹에 도입한다. N3 팹은 TSMC가 대만에 새로 짓고 있는 첨단 생산시설이다. TSMC가 내년 하반기 3나노미터 공정 도입을 재확인하면서, 3나노미터 공정 진입은 삼성전자가 TSMC를 6개월가량 앞지르게 됐다.

◇새로 짓고 있는 ‘N3’ 팹→3나노미터 공정 도입
C.C. 웨이 TSMC 최고경영자(CEO) 겸 이사회 부의장은 14일 올해 3분기 실적발표 컨퍼런스콜에서 “TSMC는 매우 경쟁력 있는 3나노미터와 2나노미터 기술을 개발 중”이라며 “특히 2나노미터 공정의 트랜지스터 밀도는 세계 최고 수준이 될 것”이라고 말했다.

웨이 CEO는 또 “게이트 올 어라운드(GAA) 구조를 2나노미터 공정에 도입하는 방안 등도 고려하고 있지만 더이상 밝히진 않겠다”고 덧붙였다. GAA란 점점 얇고 미세해지는 반도체 회로에 흐르는 전류를 제어하는 핵심 공정이다. 삼성전자가 GAA 기술을 개발해 도입을 앞두고 있다. TSMC는 인텔이 기존에 개발한 핀펫 공정을 개선해 3나노까지 적용한다고 밝힌 바 있다.

마크 리우 TSMC 이사회 의장은 “새로 짓고 있는 N3 공장에서 3나노미터 공정을 도입한다”며 “3나노미터 공정을 거친 첨단 반도체는 내년 하반기에 생산한다고 일관되게 밝혀왔다”고 말했다.

TSMC의 3 나노미터 공정 도입은 이날 컨퍼런스콜의 단골 질문이었다. TSMC의 유일한 경쟁사인 삼성전자가 지난 7일 파운드리 포럼을 열고 “내년 상반기 게이트 올 어라운드(GAA) 기술 기반 3나노미터 공정을 도입한다”고 밝혔기 때문이다. 내년 하반기 3나노미터 공정을 도입하는 TSMC보다 6개월가량 앞선 속도다. 삼성전자는 오는 2023년 3나노 2세대, 2025년에는 GAA 기반 2나노 공정 양산에 돌입한다는 계획을 밝혔다. TSMC 역시 2나노미터 공정을 오는 2025년 도입하는 것을 목표로 세운 것으로 알려졌다.

TSMC 대만 2팹/제공=TSMC

◇미국 이어 일본 공장 신설 발표…유럽·중국도 배제하지 않아
TSMC는 이날 “오는 2022년 일본 공장을 착공해 2024년 양산하는 계획을 갖고 있다”며 “우리는 고객과 일본 정부 양측의 강력한 지원 의지를 확인했다”고 밝혔다.

TSMC가 일본에서 생산할 반도체는 연산용 로직반도체로 22~28나노미터(㎚·10억분의 1M) 기술 공정이 사용될 예정이다.

위치는 일본 구마모토현으로 추정된다. 공장 건설에 필요한 비용의 절반 이상을 일본 정부와 최대 고객사 소니가 지원할 것으로 알려졌다.

TSMC는 미국 애리조나주, 일본 구마모토현에 이어 유럽과 중국과 협력의 문도 열어둔 상태다. 마크 의장은 “일본뿐만 아니라 유럽에 새 공장을 짓는 방안도 배제하지 않고 있다. 고객과 대화를 이어오고 있다”고 밝혔다. “중국 지방정부나 주요 고객사와 합작 투자를 할 생각이 있느냐”는 질문에는 “베이징, 중국 본토와 협력을 환영한다”며 “정부와 합작투자(조인트벤처)는 고려하지 않지만 주요 고객과 협력은 사례별로 고려할 수 있다”고 답했다.

TSMC 12팹 내부에서 근무하는 직원들/제공=TSMC

◇차량용 반도체 생산 최선 다하고 있지만….
TSMC는 전세계 차량용 반도체의 약 15%를 생산하는 업체다. 이 때문에 전세계적으로 지속되고 있는 차량용 반도체 부족 현상 해결에 TSMC가 적극적으로 나서야 한다는 목소리도 제기돼왔다.

하지만 웨이 CEO는 “자동차 공급망은 상당히 길고 복잡하다”며 “TSMC의 글로벌 자동차 반도체 시장 참여율은 약 15%에 불과하다. 우리가 전체 산업의 공급망 문제를 해결할 수 없다”고 말했다.

웨이 CEO는 또 “TSMC는 할 수 있는 최선을 다했다”며 “동남아시아의 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)으로 인한 폐쇄가 자동차 칩 시장과 업계의 회복 능력에 부담을 주고 있다”고 설명했다.

TSMC의 주요 자동차 칩 고객사는 인피니온, NXP 등이다. 이들 업체로부터 주문받은 반도체를 TSMC가 생산하더라도, 자동차 제조사(OEM)로 보내지는 시간까지는 약 6개월이 걸리는 것으로 알려졌다. 자동차 생산차질 문제가 최소 내년 초까지 이어질 것이란 전망이다.

TSMC 2021년 3분기 공정별 매출 비중/제공=TSMC

◇시장 기대 웃도는 3분기 실적 기록
TSMC는 올해 3분기 연결매출 4146억7000만 대만달러(한화 약 17조5239억원), 순이익 1562억6000만 대만달러(6조60235억원)를 기록했다. 전년 동기 대비 매출은 16.3%, 순이익은 13.8% 증가했다. 직전 분기(2분기)보다 매출은 11.4%, 순이익은 16.3% 증가했다.

미국 달러 기준 3분기 매출은 148억8000만달러다. 전년 동기 대비 22.6% 증가했다. TSMC의 3분기 매출 총이익률은 51.3%, 영업이익률은 41.2%에 이른다. 순이익률은 37.7%를 기록했다.

3분기 매출 비중을 살펴보면 5나노미터(㎚, 10억분의 1M) 출하량이 전체 웨이퍼 매출의 18%를 차지했다. 7나노미터는 34%에 이른다. TSMC는 “7나노미터 이상의 첨단 공정이 전체 웨이퍼 매출의 52%를 차지했다”고 밝혔다.

내년까지 실적 전망은 긍정적이다. 웨이 CEO는 “TSMC의 생산라인이 올해와 내년까지 매우 타이트할 것으로 예상한다”고 말했다. 웨이 CEO는 “전세계 산업이 변화하면서 구조적으로 반도체 수요가 급증하는 것을 목격했다”며 “이 같은 흐름이 당분간 이어질 것”이라고 봤다. 다만 스마트폰 시장에 대해서는 부정적으로 전망했다. 웨이 CEO는 “스마트폰 시장의 성장세가 둔화되고 있다”며 “부품 부족 현상이 심화되고 있기 때문으로 보인다”고 말했다.

파운드리 생산 단가 인상도 실적 향상에 한 원인으로 꼽힌다. TSMC는 원자재 가격 상승 등을 이유로 지난 8월부터 주요 고객사에 생산 단가 인상을 통보한 상태다. 마크 의장은 “TSMC는 고객사와 개별적으로 맺은 평균 판매 단가(ASP)를 공개하지 않는다”고 말을 아꼈다.