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[서울=뉴스핌] 이홍규 기자 = 대만 반도체 수탁 제조업체 TSMC(대만증권거래소: 2330, 뉴욕증권거래소 ADR<미국예탁증권>: TSM)의 오는 16일 올해 1분기분 결산 발표를 앞두고 월가에서 매수론이 더욱 고조되고 있다. 인공지능(AI) 연산 수요 급증에 따른 첨단 공정 물량의 공급 부족이 내년까지 계속돼 가격결정력과 이익률 향상이 예상된다는 게 요지다.

JP모간은 TSMC의 올해 1분기 매출총이익률이 66.8%로 종전의 가이던스 63~65% 상단을 180bp나 넘어설 것으로 봤다. 첨단 공정 웨이퍼 생산라인의 가동률이 정상 수준을 초과하는 상황이 계속되는 가운데 올해에도 1월부터 웨이퍼 가격이 재차 인상됐고 긴급 주문에 부과되는 할증료 물량까지 늘고 있다는 점을 그 이유로 들었다.

◆AI 에이전트 가세, 수요 확산

수급 불균형을 한층 심화시킨 최근의 동인은 이른바 AI 에이전트(지시에 따라 자율적으로 작업을 수행하는 AI 도구)의 부상이다. 클로드코드·오픈클로 등 AI 에이전트 도구의 출시 이후 토큰(AI가 텍스트를 읽고 생성하는 기본 단위) 소비량이 급격히 확대돼 AI 연산에 필요한 반도체 수요가 가속하고 있다.

AI 반도체 수요는 GPU(화상처리장치)에 그치지 않고 TSMC가 수탁 생산하는 서버 CPU(중앙처리장치)와 인터커넥트(네트워크칩·DSP·리타이머 등)까지 전방위로 확산되고 있다. 구글의 악시온, 아마존 그래비톤, 엔비디아 그레이스, 마이크로소프트 코발트 등 빅테크 자체 설계 서버 CPU 주문에서 뚜렷한 회복세가 나타나고 있다.

◆첨단 공정 완판, N3 가동률 120%

수요가 전방위로 확산된 결과 첨단 공정은 사실상 완판 상태에 진입한 것으로 전해진다. N3(3나노미터)·N2(2나노미터) 공정의 생산능력은 HPC(고성능연산) 분야 고객사 대부분이 내년분까지 필요 물량의 확보를 마친 상태라고 한다. 신규 물량을 추가로 확보할 여지가 거의 남아 있지 않은 상황이다.

특히 N3 공정에 물량이 집중되고 있다. 엔비디아 루빈이나 아마존의 트레이니엄 등 주요 AI 연산 칩이 N3 공정을 채택하고 있어서다. N3 가동률은 설계 생산능력 기준 올해 120% 이상, 내년 110% 이상을 유지할 것으로 전망됐다. 유지보수 주기를 단축해 정기 점검에 배정된 시간까지 생산에 투입하고 있다는 의미다.

◆공급 부족, 가격결정력으로

공급 부족은 가격 전가로 직접 연결되고 있다. 트렌드포스에 따르면 5nm 이하 첨단 공정 웨이퍼 가격이 용도별(스마트폰·모바일 칩 약 5%, CPU 약 7%, AI 연산용 칩 최대 10%)로 올해 초 3~10% 인상된 데다 긴급·초긴급(핫런·슈퍼핫런) 주문에는 정상 단가 대비 50~100%의 할증료가 부과되고 있다.

가격 인상에 더해 매출 구조 자체도 고마진 방향으로 전환되고 있다. JP모간에 따르면 N3 공정 매출은 올해 전년 대비 약 2배로 확대돼 전체 매출의 30%대를 차지할 전망이고 차세대 N2 공정의 매출 비중도 올해 4%에서 2028년 26%까지 확대될 것으로 예상된다. 공정 세대가 전환될 때마다 웨이퍼 단가는 상승하는 만큼 매출 증가분의 상당 부분이 이익으로 직결된다.

◆3년 투자 배증, 패키징까지

TSMC는 공급을 초과하는 수요를 흡수하기 위해 올해부터 2028년까지 3년간 약 1900억달러의 설비투자(JP모간 미국 달러화 기준 추산)를 집행할 계획이다. 2023~2025년 3년간 투자액(약 1010억달러)의 약 2배 규모로 대만·미국·일본에서 동시에 생산능력을 확충한다. JP모간은 이 투자 규모 자체가 TSMC 경영진이 중장기 수요에 대해 갖고 있는 확신의 크기를 보여준다고 평가했다.

매출 성장의 동력은 웨이퍼 생산에 그치지 않는다. AI 칩은 연산용 프로세서와 HBM(고대역폭메모리)를 하나의 기판 위에 결합하는 첨단 패키징 공정을 거쳐야 완성되는데 그 핵심 기술인 CoWos(2.5D 패키징)를 TSMC가 자체 개발해 보유하고 있다. 웨이퍼 생산부터 패키징까지 일괄 공정으로 처리할 수 있어 이 분야에서도 지배적 지위를 확보하고 있다.

▶②편에서 계속됨

bernard0202@newspim.com