"3나노 수율 성숙단계 도달" 삼성 파운드리 순항 예고

삼성전자 파운드리(반도체 위탁생산)사업부가 업계 최선단 3나노미터(1nm=10억분의1m) 공정 수율(양품 비율) 향상과 후발주자 인텔의 부진이라는 겹호재에 힘입어 하반기 순항을 예고하고 있다. 삼성전자는 수율을 60% 이상으로 끌어올린 3나노 공정에서 자체 설계한 애플리케이션프로세서(AP) '엑시노스' 칩을 첫 양산하는 등 고객사 신뢰도 향상에 주력할 방침이다.

4일 업계에 따르면 삼성전자가 2022년 업계 최초로 양산에 성공한 3나노 1세대 수율은 60~70% 사이로 추정된다.

전류가 흐르는 채널 4개면을 감싸 데이터 처리속도와 전력효율을 높인 차세대 트랜지스터 기술 게이트올어라운드(GAA)를 과감하게 도입한 초기만 해도 수율 안정화에 난항을 겪었지만, 기술 노하우가 점차 쌓이며 불량품을 대거 줄이는 성과로 이어지고 있는 것으로 분석된다. 실제 삼성전자는 올해 2·4분기 실적 컨퍼런스콜에서 "3나노 GAA 1세대 공정은 수율과 성능이 성숙단계에 도달해 안정적으로 양산하고 있다"고 밝힌 바 있다.

삼성전자가 3나노 1세대 수율 안정화를 공식적으로 언급한 건 이번이 처음이다. 고객사 주문을 받아 제품을 생산하는 파운드리 사업은 통상 수율이 60%는 돼야 제조단가를 낮추는 동시에 원하는 물량을 뽑아 납기일을 맞출 수 있다. 즉, 삼성전자의 3나노 수율 안정화 언급은 제품 경쟁력 향상에 대한 강한 자신감이 깔렸다는 게 업계 시각이다.

삼성전자는 GAA 3나노 2세대(SF3) 공정 양산 채비도 서두르고 있다. 최근 출시된 '갤럭시워치7'에는 3나노 2세대에서 제조된 최초의 웨어러블 애플리케이션 프로세서(AP) '엑시노스 W1000'이 탑재됐다. 삼성전자가 내년 초 선보일 '갤럭시S25'에 탑재되는 차세대 모바일AP '엑시노스2500'도 3나노 2세대 공정에서 양산된다. W1000의 성능과 수율이 상당한 진전을 이뤘다는 판단 아래 모바일AP도 첫 3나노 양산 체제를 구축한 것으로 분석된다.

잠재적 경쟁자인 인텔의 부진으로 삼성전자가 반사이익을 누릴 것이란 전망도 나온다.

2021년 파운드리 사업 재진출을 선언한 뒤 막대한 투자를 쏟아붓고 있는 인텔은 2027년 파운드리 손익분기점 달성, 2030년 삼성전자를 제치고 글로벌 파운드리 2위 달성 등 야심찬 목표를 세웠다.

그러나 7나노 이하 선단공정 양산경험이 없는 인텔은 파운드리 사업 적자 폭이 커지면서 좀처럼 성과를 내지 못하며 부진의 늪에 빠졌다. 실제 인텔은 올해 2·4분기 16억1000만달러(약 2조2000억원)의 순손실을 기록했다. 지난해 같은 기간(14억8000만달러) 대비 적자로 돌아섰다.

앞서 2023년 인텔의 파운드리 사업 연간 영업손실은 70억달러에 달했다. 지난해 외부 고객사 매출 비중이 5%에 그칠 만큼 대형 팹리스 확보에 어려움을 겪고 있다.

인텔 파운드리 사업 전략에 대한 시장의 의구심이 커지고 있는 상황에서 TSMC·삼성전자와 손을 잡으려는 고객사가 늘어날 것이란 관측이 제기된다.

[e-mail] 장민권 기자