차세대공정 수율 '희비'…내년 2나노 주도권 누가 잡나?

TSMC, 시험생산 수율 60% 이상…양산 일정 순조

인텔·삼성전자는 수율 논란…내년 양산 여부 주목

[신추=AP/뉴시스]사진은 대만 신추에 있는 대만 반도체 제조 회사 TSMC 본사 모습. 2023.07.10.

[서울=뉴시스]이인준 기자 = 내년 차세대 반도체 양산을 앞두고 파운드리(반도체 위탁생산) 업계의 경쟁이 달아오르고 있다.

파운드리 업계 1위 TSMC의 경우 내년 2나노미터(㎚·10억분의 1m) 양산 일정이 순조롭게 진행 중인 반면 삼성전자와 인텔은 안정적인 수율을 확보할 수 있을지 주목된다.

9일 자유시보 등 대만 언론에 따르면 TSMC는 예정대로 내년부터 2나노 공정 제품 양산에 들어갈 전망이다.

TSMC는 지난 11월 대만 가오슝에서 2나노 신공장의 장비 반입식을 가졌고, 시험생산에 들어갔다. 생산 수율(결함 없는 합격품의 비율)도 60%를 넘기는 등 생산 일정이 순조로운 것으로 알려졌다.

반도체 업계에서는 통상적으로 최소 60% 이상의 수율을 확보해야 안정적으로 납기가 가능하다고 본다.

인공지능(AI) 반도체 개발을 위한 업계 경쟁이 치열한 것도 파운드리 업체들이 차세대 양산 체제를 서두르는 배경이다.

C.C. 웨이 TSMC 최고경영자(CEO)는 지난 10월 콘퍼런스콜에서 "2나노 수요가 상상했던 것 이상"이라며 "3나노보다 더 많은 설비를 준비해야 한다"고 밝힌 바 있다.

업계 1위 TSMC의 차세대 공정 개발이 이처럼 순조로운 가운데, 업계 관심은 삼성전자와 인텔에 쏠린다.

인텔의 경우 올해 4분기부터 양산 예정이었던 2나노 공정 개발을 취소하고, 내년부터 가동될 인텔 18A(1.8나노급) 공정에 집중하고 있지만 고객 확보에 어려움을 겪는 것으로 전해졌다.

[서울=뉴시스]페트 겔싱어 인텔 최고경영자가 21일(현지시간) 미국 캘리포니아주 새너제이 맥에너리 컨벤션센터에서 열린 'IFS(인텔 파운드리 서비스) 다이렉트 커넥트' 행사에서 첨단 공정으로 제작된 웨이퍼 소개하고 있다. 인텔은 2021년 4년 내 5개 공정을 개발하겠다는 '5N4Y' 계획이 순조롭다고 밝혔다. (사진=인텔 제공) [email protected] *재판매 및 DB 금지

인텔은 올해 인텔3(3나노급) 공정이 양산에 들어갔으나, 아직 그 이하 첨단 공정의 경우 생산 수율이 10%에 불과하다는 지적도 나왔다.

다만 최근 자리에서 물러난 팻 겔싱어 전 인텔 CEO는 자신의 X(옛 트위터) 계정을 통해 "수율을 퍼센트(%)로 말하는 것은 적절치 않다"며 "다이(Die·반도체 칩)의 크기를 정의하지 않고 지표로 쓰는 사람은 반도체를 이해하지 못하는 것"이라고 반론했다.

삼성전자도 내년부터 2나노 양산이 예정된 가운데, 생산 수율을 끌어올리는 것이 지상 최대의 숙제라는 평가가 나온다.

업계에 따르면 5나노의 경우 90% 이상의 양산 수율을 달성했으나, 올해 하반기 양산을 시작한 2세대 3나노 공정의 경우 아직 20% 수준에 불과한 것으로 알려졌다.

차세대 2나노의 수율에 대한 정보는 알려진 바 없으나, 삼성전자는 반도체 생태계 협력을 통해 문제 해결에 집중하고 있다.

특히 설계자산 업체 Arm는 지난 10월 미국에서 열린 글로벌 반도체 행사를 통해 삼성전자와 협력해 수율 개선을 위한 칩렛 설계 분야에서도 협력을 진행 중이라고 밝혔다.

칩렛이란 여러 개의 작은 칩(칩렛)을 모듈식으로 결합해 반도체 칩을 구성하는 기술로, 수율 개선의 장점이 있다. 삼성전자와 Arm은 리벨리온, AD테크놀로지 등과 함께 2나노 공정과 첨단 패키징을 활용한 차세대 칩렛 기반 인공지능(AI) 반도체를 개발 중이다.


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