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기술 개발 (신공정 및 AI/HPC 기술)
TSMC 기술 심포지엄 2025에서 TSMC 경영진(장종생 부사장)이 2nm 등 차세대 기술 로드맵을 발표하고 있다.
- 2nm 공정 도입: TSMC는 2025년 4월 세계 최초의 2나노미터(2nm) 칩을 공개하며, 2025년 하반기 양산을 목표하고 있습니다hwbusters.com. 새로운 2nm 공정은 게이트 올 어라운드(GAA) 트랜지스터를 도입한 최초의 TSMC 공정으로서, 기존 3nm 대비 성능 10-15% 향상 또는 소비전력 20-30% 절감, 트랜지스터 밀도 15% 증가를 달성할 것으로 발표되었습니다hwbusters.com. 이는 스마트폰, 데이터센터 등에서 더 빠른 속도와 낮은 전력소모를 가능하게 할 것으로 기대됩니다.
- HPC/AI를 위한 최첨단 기술: TSMC의 2nm 공정은 AI 및 HPC 분야 최적화를 염두에 두고 개발되고 있습니다. 2025년 4월 AMD는 차세대 EPYC CPU “베니스(Venice)”를 업계 최초로 TSMC 2nm 공정으로 테이프아웃하여 동작 검증에 성공했다고 발표했는데, 이는 TSMC 2nm 공정 기반의 첫 HPC 제품 실리콘 달성 사례입니다techpowerup.com. AMD는 TSMC와 협력하여 이 프로세서를 2026년 출시 목표로 개발 중이며, TSMC도 해당 제품을 통해 2nm 공정의 초기 수율과 성능을 입증했다고 밝혔습니다. 또한 AMD 5세대 EPYC CPU 제품을 TSMC의 미국 애리조나 Fab 21 공장에서 성공적으로 생산·검증하며, 미국 현지에서의 첨단 반도체 제조 가능성도 시사했습니다techpowerup.com.
- 후속 세대 로드맵: TSMC는 2nm 양산을 준비함과 동시에 앤스트롱급 공정인 1.6nm 노드(A16) 등 포스트-2nm 기술 개발에도 착수했습니다trendforce.com. TSMC 로드맵에 따르면 2nm 공정(N2)은 2025년 하반기 양산을 시작하고 2026년 대량 생산에 돌입할 예정이며, 이어서 차세대 1.6nm 공정을 2026년 후반 도입할 계획입니다trendforce.comtomshardware.com. 이를 위해 새로운 트랜지스터 구조(SPR 전력공급망 등)를 연구 중이며, 공정 미세화 한계에 대비한 신소재 탐색도 병행하고 있습니다.
- 첨단 패키징과 AI 수요: 2023~2025년 폭발적인 AI 가속기 수요에 대응하여, TSMC는 고대역폭 메모리 통합에 필요한 CoWoS 등 첨단 패키징 공정 능력을 적극 확대하고 있습니다. TSMC는 “지난 2년간 AI 칩 수요 급증으로 CoWoS 패키지 공급이 병목이 되었으며, 2024년 CoWoS 생산능력을 전년 대비 2배로 늘릴 계획”이라고 밝혔습니다taipeitimes.com. 실제로 2022년부터 2025년까지 CoWoS 패키지 캐파를 연평균 80% 성장시켜 공급난을 완화하고 있으며, 2025년에도 추가 패키징 공장 신설을 통해 AI/HPC용 첨단 패키지 수요에 대응할 예정입니다taipeitimes.comtaipeitimes.com. 이 같은 노력으로 NVIDIA 등 주요 고객사의 AI 칩 생산에 차질이 없도록 뒷받침하고 있습니다.
공장 투자 및 글로벌 확장
- 역대 최대 규모 투자: 2025년 TSMC의 설비투자(CapEx) 규모는 약 380~420억 달러로 역대 최고 수준이며, 이를 통해 전세계에 총 9개의 신규 생산 시설 건설을 추진하고 있습니다tomshardware.com. 이 9개 프로젝트에는 웨이퍼 팹 8곳과 첨단 패키징 공장 1곳이 포함되며, 이는 TSMC 사상 한 해 최다 동시 건설 기록입니다tomshardware.com. 2021~2024년 평균 연 5개 공장을 신축해온 TSMC는 2025년에 투자 속도를 더욱 높여 9개의 공장을 동시다발적으로 구축함으로써 향후 수요 증가와 고객사의 사업 성장을 지원하겠다는 계획을 밝혔습니다tomshardware.comtaipeitimes.com.
- 대만 내 첨단 팹 증설: TSMC는 본사가 있는 대만에서 차세대 첨단공정 팹을 신규 구축하고 있습니다. 2025년 말까지 신주 사이언스파크의 Fab 20과 가오슝(高雄)의 Fab 22에서 2nm 공정 양산을 시작할 예정이며, 두 곳 모두 2025년 하반기부터 2nm 대량 생산에 돌입할 준비를 하고 있습니다taipeitimes.comtaipeitimes.com. 또한 대만 중부 타이중에 Fab 25라는 최신 팹을 2025년 말 착공하여, 2nm 이후 세대인 **1.4nm~1.6nm급 공정(A14/A16)**까지 생산할 수 있는 최첨단 공장을 세울 계획입니다tomshardware.comtaipeitimes.com. 가오슝 지역에는 장기적으로 2nm 및 그 이후 공정을 위한 총 5개의 팹을 단계적으로 지을 계획이어서, 대만 내에서 TSMC의 첨단 생산능력이 크게 확대될 전망입니다taipeitimes.comtaipeitimes.com.
- 미국 투자 확대: 미국 애리조나주 피닉스에 건설 중인 TSMC 공장은 지속적으로 규모가 확대되고 있습니다. 첫 번째 팹(Fab 21 Phase 1)은 5nm 기반으로 2025년 가동을 준비 중이며, **두 번째 팹(Phase 2)**은 3nm 공정을 위한 장비 반입 단계에 들어섰습니다tomshardware.com. 또한 세 번째 모듈(Phase 3) 건설이 2025년 4월 시작되어, 1.6nm 및 2nm까지 생산 가능한 시설로 계획되고 있습니다tomshardware.com. TSMC는 최근 실적 발표에서 “완공 후에는 당사의 2nm 및 그 이후 공정 생산능력 중 약 30%를 미국 애리조나에서 담당하게 될 것”이라고 밝혔는데tomshardware.com, 이를 위해 향후 애리조나 캠퍼스에 총 3기 이상의 최첨단 팹 모듈을 구축하여 미국 내 독립적 첨단 반도체 클러스터를 형성할 것이라고 설명했습니다tomshardware.com. 미국 정부의 보조금 지원(첨단산업법)과 주요 고객사의 요구에 부응한 이 투자로, 2027년까지 애리조나 공장의 생산 물량은 이미 전량 예약되는 등 높은 수요를 확보하고 있습니다tomshardware.com.
- 일본・유럽 현지 생산 진출: TSMC는 해외 생산 거점 다변화를 위해 일본과 유럽에도 팹 건설을 진행하고 있습니다. 일본 구마모토에는 소니・덴소와 합작한 JASM 팹(Fab 23)이 2024년부터 22nm/28nm 등 성숙 공정 생산을 시작할 예정이며, **두 번째 일본 팹(Fab 23 Phase 2)**도 서브-10nm급 (7nm 등) 첨단공정 생산을 위해 2025년 말 착공에 들어갈 계획입니다tomshardware.com. 유럽에서는 독일 드레스덴에 유럽반도체제조기업(ESMC) 컨소시엄 형태로 **유럽 최초의 TSMC 팹(Fab 24)**을 2024년 착공하였으며, 주로 28nm, 22nm, 16nm, 12nm 공정을 차량용 및 산업용 반도체 용도로 공급할 예정입니다tomshardware.com. 이로써 TSMC는 **아시아(대만)**를 중심으로 미국, 일본, 유럽에 이르는 글로벌 생산 네트워크를 갖추게 되어, 지정학적 리스크 분산과 주요 고객 밀착 지원 효과를 동시에 기대하고 있습니다.
- 첨단 장비 및 기술 투자: 신규 팹 구축과 함께 EUV 노광장비 등 최신 제조장비 도입도 적극적으로 이루어지고 있습니다. 특히 2nm 이후 공정을 위해 ASML의 차세대 고(高)NA EUV 장비를 미국과 대만 팹에 배치할 계획이며, 이에 따른 장비 조달과 인력 양성에 막대한 투자가 책정되어 있습니다. 한편 TSMC는 R&D 센터 및 패키징 시설에도 투자를 확대하고 있는데, 2025년에는 대만 자이(嘉義)에 첨단 패키징 공장(AP7)을 완공하여 AI/HPC 패키징 수요 대응에 나섭니다tomshardware.com. 이처럼 TSMC는 2025년에 전방위적인 설비 확장을 통해 사상 최대 규모의 글로벌 생산능력 증설을 추진하고 있습니다tomshardware.comtomshardware.com.
경쟁사 동향 (삼성전자, 인텔, SMIC 등)
- 삼성전자 (파운드리 2위)의 추격: 글로벌 파운드리 시장에서 TSMC가 매출 기준 약 65% 점유율로 1위를 달리는 가운데, 2위인 삼성전자는 약 9% 점유율로 격차가 큰 상황입니다trendforce.com. 삼성은 3nm 공정에서 세계 최초로 GAA 트랜지스터를 도입(2022년)했으나 초기 수율 문제로 어려움을 겪었고, 주요 고객 이탈을 겪었습니다. 그러나 최근 3nm 수율을 60% 이상으로 개선하고 2nm 개발에도 박차를 가하면서 반격을 준비 중입니다trendforce.com. 2025년 초 보도에 따르면 삼성의 2nm 시제품(initial) 수율이 40%를 넘어서는 등 예상보다 빠르게 안정화되어, 자체 모바일 AP인 엑시노스 2600 시제품 생산에 적용되고 있습니다trendforce.comtrendforce.com. 삼성은 이 개선된 2nm 공정을 바탕으로 NVIDIA의 차세대 GPU와 퀄컴의 모바일 AP 물량을 수주하기 위해 적극 나서고 있습니다trendforce.comtrendforce.com. 실제로 삼성 파운드리는 2025년 5월 NVIDIA와 Qualcomm의 2nm 테스트를 최종 단계에서 수행 중이며, 이는 양사가 TSMC 2nm 공정과 병행하여 삼성 2nm도 전략적 고려 대상으로 삼고 있음을 의미합니다trendforce.comtrendforce.com. 다만 업계에 따르면 현재 TSMC의 2nm 공정 수율이 약 80%에 근접하여 삼성보다 훨씬 앞서 있는 것으로 알려져, 삼성은 2025년 말까지 수율을 대폭 끌어올려 2026년 하반기 양산을 목표로 하고 있습니다trendforce.com. 한편 삼성은 미국 텍사스 테일러시에 2nm/3nm 생산 팹을 건설 중이며, 미 정부로부터 47억 달러 보조금을 받아 2026년부터 현지 양산을 시작해 TSMC에 대응할 계획입니다sammobile.comsammobile.com. 이러한 투자 및 기술 개발 노력으로 삼성전자는 2030년까지 파운드리 1위를 달성하겠다는 비전을 재확인하고 있으나, 현재로서는 여전히 TSMC 대비 기술 성숙도와 고객 기반 면에서 격차가 존재합니다.
- 인텔 (IDM의 도전과 협력): 인텔은 자사 CPU 생산을 넘어 파운드리 사업(Intel Foundry Services)을 키우며 TSMC와의 경쟁 및 협력을 병행하고 있습니다. 2025년 1월 CES에서 인텔은 차세대 18A(1.8nm급) 공정 기반 팬서레이크(Panther Lake) 프로세서 시제품을 공개하며, 2025년 하반기 양산 계획을 발표했습니다trendforce.com. 인텔 18A 공정은 EUV 기반 하이브리드 트랜지스터 기술로 성능/전력 혁신을 목표하고 있으며, 현재 샘플 칩이 8개 고객사 테스트를 통과하는 등 순조롭게 진행되고 있습니다trendforce.com. 그러나 인텔 파운드리 사업은 아직 적자 상태로, 2024년 기준 연간 23억 달러 손실을 기록했고 업계 10위 내에도 들지 못하고 있습니다trendforce.comtrendforce.com. 인텔 자체 예상으로도 2027년 14Å 공정 가동 시점에야 손익분기에 도달할 것으로 전망하며tomshardware.com, 그때까지는 TSMC 대비 공정 리더십을 완전히 확보하지 못할 것으로 보입니다. 흥미로운 점은 인텔이 한때 “가능한 빨리 TSMC 의존도를 0으로 낮추겠다”고 했으나 전략을 선회하여, 앞으로도 일부 제품은 TSMC 생산을 활용할 것임을 밝혔다는 점입니다tomshardware.comtomshardware.com. 실제로 현재 인텔 CPU의 그래픽/저전력 칩렛 일부는 TSMC 5nm 공정에서 생산되고 있고, 인텔은 “TSMC는 훌륭한 공급사이며 일정 비율 외주 생산은 건전한 경쟁을 유지한다”고 언급했습니다tomshardware.com. 향후 인텔은 핵심 고부가 제품은 자사가 생산하되, 약 20% 수준은 TSMC 등 외부 파운드리에 지속 의존할 계획으로 (현재 약 30% → 향후 15~20% 수준) 공급망을 최적화할 방침입니다tomshardware.comtomshardware.com. 이는 인텔이 18A 공정 이후에도 TSMC와 협력적 경쟁 관계를 이어갈 것임을 시사합니다.
- 중국 SMIC (대만/미국 제재 속 고전): 중국 최대 파운드리인 SMIC는 기술 격차와 제재 이슈로 TSMC와 상당한 격차를 보이고 있습니다. SMIC는 EUV 장비를 입수하지 못한 가운데 DUV 다중패터닝으로 7nm급 반도체 일부를 제작했으나, 수율과 비용에서 한계를 드러냈습니다. 2025년까지 SMIC가 5nm 공정을 개발 완료할 것으로 알려졌으나, TSMC 대비 웨이퍼당 비용이 40~50% 높고 수율은 약 1/3 수준에 불과한 것으로 보고되었습니다techpowerup.com. 즉, SMIC의 5nm 생산성은 TSMC 대비 크게 뒤처지며, 30%대의 낮은 수율로 가격경쟁력이 떨어지는 상황입니다techpowerup.com. 게다가 미국의 대중국 수출통제로 인해 첨단 장비 유지보수와 신규 장비 검증에 차질이 빚어지면서, SMIC는 2025년 1분기에 한달 넘게 생산라인이 불안정 가동되어 2분기 매출이 예상 대비 6% 감소할 것이라고 발표했습니다tomshardware.com. SMIC 경영진은 “장비 성능 문제와 유지보수 지연으로 수율이 저하되어 판매 가능한 웨이퍼 수가 줄었고, 이는 가격 문제가 아닌 직접적인 생산량 감소로 인한 매출 손실”이라고 설명했습니다tomshardware.comtomshardware.com. 미국은 자국산 반도체 장비의 중국 내 유지보수까지 금지하고 있어, 숙련된 엔지니어를 통한 정비에 어려움이 있고 이로 인한 예기치 않은 사고까지 발생한 것으로 알려졌습니다tomshardware.com. 한편 중국 정부의 반도체 굴기 지원도 부침을 겪고 있는데, 2025년 5월 칭화유니그룹 전 회장 자오웨이궈가 부정부패 혐의로 사형유예형을 선고받는 등 업계 내부 정화 움직임도 있었습니다caixinglobal.com. 종합하면, SMIC는 제재로 인한 기술 및 운영상의 어려움으로 TSMC와 기술 격차가 벌어진 상태이며, 단기간에 첨단 공정에서 유의미한 경쟁을 하기는 쉽지 않은 상황입니다. 다만 중국 정부의 지속적인 투자로 28nm 등 성숙공정에서의 생산능력은 늘고 있어, 일부 범용 반도체 시장에서의 경쟁이 심화될 가능성은 있습니다.
공급망 이슈 및 지정학적 리스크
- 미–중 갈등과 수출 통제: 미국과 중국 간 기술 패권 경쟁이 심화되면서, 첨단 반도체의 대중국 수출 통제가 TSMC 공급망에 큰 변수로 작용하고 있습니다. 미국 상무부는 EUV급 첨단공정 기반의 칩을 중국 업체가 입수하지 못하도록 여러 차례 규제를 강화했으며, TSMC는 2020년 이후 화웨이 등 중국 고객사의 최첨단 칩 생산을 전면 중단한 상태입니다. 그러나 중국 업체들은 제3자를 내세워 우회적으로 첨단 칩을 확보하려 했고, 최근 TSMC가 화웨이 산하 기업의 주문으로 추정되는 AI칩을 생산한 정황이 드러나 미국 당국의 조사를 받았습니다reuters.comreuters.com. 보도에 따르면 TSMC는 중국 기업 Sophgo의 의뢰로 제작한 AI 칩이 실제로는 화웨이 Ascend 910B 프로세서와 동일한 것으로 판명되어, 미국 수출 규정 위반 소지가 제기되었습니다reuters.comreuters.com. 이 건으로 TSMC는 최대 10억 달러 이상의 벌금을 부과받을 가능성이 있으며, 현재 조사 당국과 협의 중인 것으로 알려졌습니다reuters.comreuters.com. TSMC는 이러한 사건 이후 발표한 연례 보고서에서 **“자사가 생산한 반도체의 최종 사용자나 용도를 완전히 통제하기 어렵다”**며, 생산 이후 유통 단계에서 의도적인 우회나 전용을 100% 막을 수는 없다는 어려움을 토로했습니다tomshardware.com. 실제로 파운드리는 고객 설계 데이터를 받아 생산할 뿐 최종 사용처 정보를 얻기 힘들기 때문에, 향후에도 유사 사례가 재발할 위험이 있다고 인정한 것입니다tomshardware.comtomshardware.com. 이러한 미중 기술 분쟁은 TSMC로 하여금 대중 매출 비중 감소(중국향 첨단칩 미출하)라는 부담을 주지만, 동시에 중국 경쟁사들을 제약하여 TSMC의 기술 우위를 어느 정도 공고히 해주는 양면성이 있습니다. 한편 미국의 제재에 대응하여 중국 정부는 국산화와 기술 개발 가속으로 맞서고 있으나, 앞서 언급한 SMIC 사례처럼 첨단 공정에서는 단기간 성과를 내기 어려워 보입니다.
- 지정학적 위험과 대응: 대만을 둘러싼 지정학적 리스크도 여전히 상존합니다. TSMC 본사가 위치한 대만은 전 세계 위탁생산 반도체의 60% 이상을 공급하기에, 반도체는 일종의 “실리콘 방패(Silicon Shield)”로서 대만의 전략적 가치를 높이고 있습니다hwbusters.com. 이는 한편으로 중국의 잠재적 침공을 억제하는 효과를 가져오지만, 동시에 TSMC 생산능력이 대만에 집중된 것은 글로벌 공급망의 취약점으로 지적됩니다. 이러한 이유로 TSMC는 앞서 언급한 해외 생산 분산(미국, 일본, 유럽 투자) 전략을 추진하고 있으며, 미국 등은 자국 내 첨단 제조 유치를 통해 대만 리스크를 완화하려 하고 있습니다. 다만 TSMC의 가장 앞선 2nm 등의 기술은 당분간 대만 내에서만 양산이 가능할 전망이며hwbusters.com, 대만 정부도 핵심 기술의 국외 이전을 엄격히 제한하여 첨단 공정의 대중국 이전을 금지하는 등 자국 반도체 생태계 보호에 힘쓰고 있습니다tomshardware.com.
- 원자재 및 기타 공급망: 2022년 러시아-우크라이나 전쟁 등으로 불거졌던 네온 가스 등 원자재 수급 이슈는 2023~2024년 사이 상당 부분 해소되어, TSMC는 필수 소재를 일본 등 대체 공급처에서 확보하고 가스 재활용 시스템을 도입하는 등 안정화 노력을 기울였습니다. 또한 최근 일본 정부의 첨단 소재 수출 규제(불화수소 등)나 중국의 갈륨·게르마늄 수출 제한 조치 등이 있었으나, TSMC는 주요 소재를 다변화하여 현재까지 생산 차질은 크지 않은 것으로 알려졌습니다.
- 수요 변화와 고객사 동향: 2023년 스마트폰/PC 경기 둔화로 일시적인 수요 감소를 겪었던 TSMC는, 2024년부터 생성형 AI 붐으로 HPC 수요 급증에 힘입어 다시 성장세를 전망하고 있습니다taipeitimes.comtaipeitimes.com. NVIDIA, AMD, 애플 등 최대 고객사들의 주문 패턴에도 변화가 있었는데, 특히 AI 서버용 GPU 등은 수요 폭증으로 TSMC 생산 슬롯이 2024~2025년 완전 가동될 만큼 빡빡한 상황입니다. 이로 인해 일부 고객(예: NVIDIA, Qualcomm)은 삼성 등 세컨드 파운드리 활용을 검토하며 리스크 헤지에 나섰고trendforce.com, TSMC도 고객사의 생산 일정에 맞추어 우선 순위 조정과 가격 협상 등을 진행했습니다. 2025년 TSMC는 AI 및 HPC 분야 매출이 전년 대비 큰 폭으로 늘어 전체 성장률 20% 중후반을 기대하고 있으며bloomberg.com, 향후에도 고객 포트폴리오 다변화를 통해 특정 업황 변동에 대한 공급망 탄력성을 강화할 계획입니다.
주요 출처: 올해 보도된 Tom’s Hardware, TrendForce, Reuters, Taipei Times 등의 기사에서 정보를 발췌 및 요약했습니다. 각 문장의 말미에 해당 출처를 번호와 함께 명시하였으니 자세한 내용은 참고하시기 바랍니다. hwbusters.comtomshardware.comreuters.comtechpowerup.com 등
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