반도체 업계에서는 새로운 칩 생산 공정을 선보이기 위한 경쟁이 펼쳐진다. 현재, 반도체 업계에서는 애플 공급사로 유명한 대만의 반도체 기업 TSMC, 그리고 삼성전자 두 곳이 반도체 제조 공정 부분에서 용호상박을 이루고 있다.
전 세계에서 두 기업만이 5nm 이하 초미세 공정을 수행할 수 있기 때문이다. 이러한 가운데, TSMC가 본격적으로 반도체 시장에서 절대 강자의 자리를 굳건히 차지하려는 움직임을 보였다.
TSMC, 3nm 공정 본격화하나
홍콩 영문 일간지 SCMP의 보도에 따르면, TSMC가 본격적으로 3nm 기반 위험 생산에 착수할 예정이다. 위험 생산은 TSMC가 새로운 제조 공정을 개발해, 신뢰성 테스트를 통과했음을 의미한다. 3nm 공정이 올해 위험 생산에 통과하면, 2022년부터 3nm 공정을 적용한 칩이 본격적으로 양산될 예정이다.
3nm 공정을 적용하면, 1나노제곱미터당 트랜지스터를 최대 2억 5,000만 개 넣을 수 있다. 그리고, 5nm 공정을 적용할 때보다 전력 소비량을 낮추면서 같은 전력으로 속도나 성능을 높일 수 있다.
따라서 5nm 공정보다 기술이 한 단계 더 발전돼, 5G 스마트폰을 비롯한 각종 고급 전자 기기에 탑재될 칩 성능과 배터리 수명을 향상할 수 있을 것으로 기대된다.
또한, 시장 조사 기관 가트너 소속 애널리스트 새뮤얼 왕(Samuel Wang)은 TSMC가 3nm 공정과 함께 칩 생산 과정에 중앙 처리계 장치와 그래픽 프로세서, 인공지능을 모두 적용할 것으로 내다봤다.
TSMC, 3nm 공정 넘어 2nm 공정까지 선보이나
TSMC 대변인은 3nm 공정 기반 칩 양산 돌입에 앞서 2nm 공정을 먼저 선보일 계획이라고 밝혔다. 2nm 공정을 적용하면, 1나노제곱미터당 트랜지스터가 3억 1,000만 개가 적용되면서 현재 시중에 공개된 칩보다 훨씬 뛰어난 효율성을 자랑할 수 있을 것으로 보인다.
또, 대만 시장 조사 기관 마켓 인텔리전스&컨설팅 인스티튜트(Market Intelligence & Consulting Institute) 소속 애널리스트 리우 웬(Liu Wen)은 2nm 공정으로 생산된 칩을 5G 스마트폰과 컴퓨터 등에 장착하면, 소비자가 실제 배터리 수명이 개선된 것을 체감할 수 있다고 언급했다.
한편, 삼성은 2022년까지 3nm 공정으로 칩을 생산한다는 계획을 추진하고 있다. 그러나 시장 분석 업체 IDC 부사장인 마리오 모레일스(Mario Morales)는 삼성이 TSMC의 기술을 따라잡으려 하지만, 향후 5년 이내에 3nm 공정을 제대로 적용하기는 어려울 것으로 내다봤다.
TSMC가 2nm 공정을 성공적으로 선보인다면, 향후 글로벌 반도체 시장에서 삼성과 격차를 늘리고 업계 1위 자리를 차지할 수 있을 전망이다.
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