[단독]삼성전자 승부수 '수율 개선'…점유율 회복 모색

엑시노스 2600 올해 11월 양산 시기 확정
적자 거듭해온 파운드리, 2나노 부활하나
갤럭시 S26 탑재 땐 주요 고객사 유치 발판
TSMC 과도한 가격 인상…삼성에겐 기회

삼성전자의 2나노(1㎚=10억분의 1m) 공정이 처음 적용되는 '엑시노스 2600'의 양산 일정이 오는 11월로 확정됐다. 한진만 파운드리사업부장(사장)이 부임한 지 4개월 만이다. 한 사장은 취임 직후 내부 메시지를 통해 수율 개선부터 주문했는데 그 성과가 나오고 있다는 평가다.

10일 반도체 업계에 따르면 한 사장은 파운드리 사업부를 맡은 이후 기존 2나노 공정 전담 조직의 운영 현황과 생산라인 운영 방식 등을 점검했다. 특히 기술 경쟁력을 끌어올리기 위해 영업 전략부터 손봤다. 기존에는 북미 빅테크에 집중했다면, 한 사장은 중국·인도·유럽 등 다양한 시장에서 디자인하우스 파트너를 적극 확대했다. 성숙 공정 수주를 늘려 파운드리 공장 가동에 필요한 고정비를 낮추고 선단 공정 가격 경쟁력을 확보하겠다는 전략이다.

삼성전자는 2나노 공정에서도 '게이트올어라운드(GAA)' 기술을 적용한다. 전류가 흐르는 트랜지스터를 네 면에서 감싸는 구조로, 기존의 핀펫(FinFET)보다 발전한 기술이다. 칩 성능은 높이고 전력 소모는 줄이는 특징을 장점을 갖고 있어 고성능 반도체에 유리하다. 앞서 세계 최초로 GAA 기술로 3나노 양산에 성공했지만, 수율이 낮아 실적 부진으로 이어졌다.

삼성전자가 엑시노스 2600의 양산 시점을 오는 11월로 잡은 만큼 파운드리 사업에서 반등 모멘텀을 만들지 주목된다. 내년 1분기 출시 예정인 갤럭시 S26에 엑시노스 2600이 차질 없이 탑재되면 2나노 기술력과 공급 능력을 보여주는 사례로 작용할 전망이다. 업계에선 2나노 공정 안정화를 입증하면 삼성전자가 외부 고객사를 유치하는 데 도움이 될 것으로 보고 있다.

업계 관계자는 "삼성 파운드리에서 개발 중인 2나노 수율이 기존에 알려진 것보다 훨씬 개선된 상태"라며 "3나노 공정 때보다 긍정적"이라고 평가했다. 2나노 수율은 올해 초 20~30%에 불과했으나, 최근 후공정 업체의 웨이퍼 테스트 단계에서 40% 수준을 넘긴 것으로 전해졌다.

삼성전자가 2나노 수율을 빠르게 높이고 있지만, 여전히 업계 선두 TSMC와는 격차가 있다. TSMC는 2나노 초기 수율을 60%까지 확보했다. 통상 수율 70~80% 수준에서 대량생산을 시작한다는 점을 고려하면 하반기까지 수율 안정화를 이루는 게 중요한 과제가 될 전망이다.

삼성 파운드리는 수율 문제를 극복하지 못해 선단 공정 주도권을 TSMC에 내줬고 이는 시장 점유율 격차가 벌어지는 단초가 됐다. 트렌드포스에 따르면 2023년 4분기 시장 점유율은 TSMC 61.2%·삼성전자 11.3%에서 지난해 4분기 TSMC 67.1%·삼성전자 8.1%로 벌어졌다. 삼성의 점유율은 처음으로 한 자릿수로 떨어졌고 TSMC와의 차이는 60%포인트에 달한다.

파운드리 사업부는 지난해 11월 한진만 사장 부임 이후 '기술력 제고'와 '고객사 확보'라는 두 가지 과제를 중심으로 체질 개선에 들어갔다. 일각에선 파운드리 철수·분사 의견도 나오지만 삼성전자는 투자를 계속한다는 방침이다. 기술 경쟁력을 회복하면 설계·개발·생산 등 '통합 솔루션'을 제공할 수 있는 유일한 기업으로 자리매김할 수 있기 때문이다.

주요 고객사 확보 측면에선 삼성전자가 뒤처져 있는 게 사실이다. 다만 TSMC의 거듭된 가격 인상이 새로운 기회 요인으로 작용할 수 있다. 대만 공상시보는 지난달 초 "TSMC가 올해 선단 공정 가격을 15% 이상 올리는 방안을 검토 중"이라고 보도했다. 기존에 알려진 5~10%보다 상향 조정한 것으로, 이미 일부 고객사에 이 같은 방침을 전한 것으로 알려졌다.

엔비디아·애플·퀄컴·AMD 등 글로벌 팹리스가 TSMC에 생산을 의뢰하고 있지만, 해마다 과도한 가격 인상으로 애플·AMD 등이 삼성전자 2나노 공정을 검토 중이라는 외신 보도가 꾸준하다. 업계 관계자는 "파운드리는 길게 보면 3년 뒤 물량까지 보는 장기 계약으로 진행한다"며 "2나노 기술력을 입증하면 시장 점유율이 두 자릿수를 회복할 것"이라고 했다.

장희준 기자 junh@asiae.co.kr