삼성전자는 반도체 파운드리 분야의 주도권을 가져오기 위해 고군분투하고 있다. 하지만 TSMC의 앞선 기술력과 강력한 파운드리 생태계 등에 밀려 고전을 면치 못하고 있다. 최근 인공지능(AI)과 챗GPT 등으로 파운드리는 국가 산업의 생존까지도 좌우할 수 있는 핵심 분야가 됐다. 삼성전자가 처한 현실적 어려움과 함께 이를 해결할 수 있는 방안 등에 대해 살펴봤다.

[서울=뉴스핌] 이지용 기자 = "파운드리가 유망한 분야로 각광 받으면서 신흥 강자들이 공격적인 투자에 나서고 있습니다. 삼성전자는 언제든 이들 기업과 독보적 1위인 TSMC 사이에 낀 샌드위치 신세가 될 수 있는 것입니다. 이 치열한 파운드리 경쟁에서 살아남지 못하면 삼성에 큰 위기가 올 수 있습니다."

이종환 상명대 시스템반도체공학과 교수는 최근 지각변동이 심해지고 있는 세계 파운드리 시장 경쟁 구도를 두고 이 같이 말했다. 

삼성전자는 아직 파운드리 전 공정에서 강력한 생태계를 구축한 TSMC를 따라잡기에 벅차 보인다. 이런 상황에 엎친 데 덮친 격으로 최근 후발 기업들까지 파운드리 분야에 본격적으로 뛰어들면서 삼성전자의 입지가 좁아질 우려가 커지고 있다. 

[삼성 파운드리 변곡점] 글싣는 순서

1. TSMC 거센 공세서 주도권 가져와야
2. 샌드위치 신세에 위기론도
3. "차세대 전략 구축...삼성만의 생태계 필요"

13일 관련 업계에 따르면 일본의 글로벌 기업인 도요타, 소니, 소프트뱅크, 미쓰비시UFJ 등 8곳은 지난해 11월 파운드리 기업인 '라피더스'를 설립했다. 라피더스의 목표는 수년 안에 TSMC를 따라잡는것이 목표다. 라피더스는 일본 정부로부터 3조원의 지원금을 받았으며 최근 세계적인 반도체 장비업체 ASML과도 협력을 합의했다. 게다가 IBM으로부터 기술 이전도 받아, 오는 2025년 2나노 시제품을 생산할 예정이다. 현재 기술자들이 IBM에 파견돼 2나노의 대량 생산 기술을 배우고 있다. 라피더스는 곧 홋카이도에 첫 첨단 반도체 생산거점을 짓는다.

당초 일본 기업들은 기술·설비 투자 부족 등으로 파운드리 분야에서 삼성전자와 TSMC에 밀렸다. 그러나 최근 인공지능(AI)과 챗GPT 등 첨단 기술의 등장으로 파운드리 사업의 성장 가능성이 커지자 일본 내에서도 정부 지원 등에 힘입어 파운드리 공략에 나서는 움직임이 커지고 있는 것이다.

고이케 아츠요시 라피더스 사장은 최근 일본 언론과의 인터뷰에서 "이번 기회가 일본 제조업의 장점을 이용할 수 있는 마지막 기회라고 본다"며 파운드리 경쟁에 적극 참여할 의지를 내놨다. 그는 "이를 위해 AI 및 자동화 기술을 도입해 100여명의 엔지니어와 대량 생산 프로세스를 구축할 것"이라고 말했다.

이종환 교수는 "이미 일본 기업들은 반도체의 기반인 소재·부품·장비 분야에 강한 상태인 만큼 높은 기술력으로 언제든 파운드리 분야에서도 삼성을 따라잡을 수 있다"고 말했다. 이어 "비메모리 반도체가 AI와 맞물려 세상을 지배하는 기술로 떠오르면서 파운드리에서 전세계적인 폭발적인 경쟁과 수요가 있을 것"이라며 "이 분야에서 패권을 가지지 못하면 국가의 경쟁력까지 떨어질 수밖에 없다"고 설명했다.

이 같이 AI 등 첨단 산업의 성장으로 인한 파운드리 사업의 대규모 확장세는 다른 후발 기업들로 확산하고 있다. 

뒤늦게 파운드리 경쟁에 뛰어든 미국의 인텔은 먼저 고객사 확보에 열을 올리고 있다. 인텔은 외부 파운드리를 적극 활용하는 내용의 'IDM 2.0' 전략을 발표했다. 내부 파운드리를 회사의 팹리스(설계)와 제조(파운드리) 그룹으로 분리해 각자 독립성을 높여 기술·재무적 측면을 강화할 것으로 보인다. 이 전략은 차세대 반도체 개발에 적극 활용될 전망이다.

이와 함께 인텔은 무려 120조원을 들여 유럽과 미국 등에 반도체 생산시설을 건립하는 등 공격적인 투자를 이어간다. 또 10억달러(약 1조2000억원) 규모의 펀드를 조성해 IP, 고급 패키징 기술 등에서 고객사와의 연합을 강화하고 있다.

세계 3위 파운드리 기업인 미국의 글로벌파운드리는 스위스 반도체 기업 ST마이크로일렉트로닉스와 합작해 프랑스 남부 크홀르 지역에 반도체 생산 공장을 지을 예정이다. 75억유로(약 10조7000억원)의 대규모 자금을 투입한다. 유럽연합(EU)이 지난 4월 430억유로(61조5000억원)를 들여 역내 반도체 생산시설을 구축할 것이라는 '반도체지원법'을 제정하면서 파운드리 후발 기업들의 공격적인 투자가 이뤄지고 있는 것이다.

이 밖에도 세계 4위인 대만의 UMC도 14나노 이상 공정을 중심으로 TSMC와 함께 급성장을 하고 있다. 최근에는 차량용 반도체 세계 1위 독일 인피니언에 차세대 차량용 메모리 반도체 공급을 확정짓기도 했다.

이 같은 후발 기업들의 공세 속에 삼성전자의 입지는 줄어들고 있다. 시장조사업체 트렌드포스가 발표한 올해 1분기 세계 파운드리 시장 점유율을 보면 삼성전자의 점유율은 12.4%로, 지난해 4분기(15.8%)보다 3.4%나 감소했다. 반면, 글로벌파운드리는 6.2%에서 6.6%로, UMC는 6.3%에서 6.4%로 점유율이 증가했다. 중국의 SMIC와 후아홍그룹도 각각 4.7%에서 5.3%로, 2.6%에서 3%로 늘었다. 후발 기업들은 모두 점유율이 오른 가운데 삼성전자만 1개 분기 만에 점유율(15.8%)의 20% 이상이 줄어든 것이다. 삼성전자는 점유율을 높이고 있는 후발 기업에게 2위 자리를 언제 내줄 지 모르는 불안한 상태에 있는 셈이다.

김선우 메리츠증권 연구원은 "이미 일부 후발 기업들은 삼성을 뛰어넘은 기술력을 보이고 있다"며 "지금 삼성이 차별화 전략을 통해 후발 기업들과의 격차를 벌리지 못하면 앞으로 시장 점유에 더 큰 어려움이 있을 수 있을 것"이라고 말했다.

김양팽 산업연구원 전문 연구원은 "이제 본격적인 후발 기업들의 추격이 시작된 셈"이라며 "삼성이 후발 기업보다 여러 공정에서 앞서 있어 당장 순위가 뒤집어지지는 않을 지라도 이를 막을 삼성 만의 방어 전략이 필요하다"고 강조했다.

leeiy5222@newspim.com