TSMC와 격차 더 벌어진다···수율 낮고 주문 밀리고

엔비디아·퀄컴 등 고객사 이탈 우려 지속

파운드리 2위 삼성, 점유율 확대에 고전

"메모리와 똑같은 전략 물음표, 재점검 필요"

상반기 3나노 공정 상용화로 분위기 반전 노려

파운드리 시장에서 대만 TSMC 뒤를 쫓고 있는 삼성전자의 행보에 우려의 시선이 느껴진다. 파운드리를 둘러싸고 낮은 수율, 대형 고객사 이탈 논란이 지속적으로 불거지고 있기 때문이다. 세 분기 연속 매출 70조원을 돌파하며 사상 최대 기록을 갈아치웠으나 오히려 외부에선 삼성전자의 성장에 의구심을 보내는 중이다.

◇1위 TSMC 쫓기 바쁜데 낮은 수율에 발목 = 삼성전자는 2030년까지 메모리반도체 뿐만 아니라 시스템 반도체 분야에서도 세계 1위를 달성한다는 목표를 세우고 171조원을 투자할 방침이다.

단 파운드리 점유율은 좀처럼 10%대를 벗어나지 못하고 있다.

시장조사업체 트렌드포스에 따르면 지난해 4분기 매출 기준 삼성전자의 파운드리 시장 점유율은 18.3%를 기록했다. 여전히 1위 TSMC와 30%가 넘는 격차를 보이고 있는 상황이다.

삼성전자는 7nm(나노미터·1㎚는 10억분의 1m) 이하 미세공정에서 TSMC의 유일한 경쟁사로 꼽히지만 낮은 수율(문제가 없는 완성품 비율)은 해결해야 될 과제다.

시장에서는 최첨단인 4nm 파운드리 공정 양산 수율이 30%대에 그친다는 소문까지 돌고 있다.

경계현 삼성전자 DS부문장(사장)은 지난달 열린 주주총회에서 4nm 수율을 묻는 질문에 "초기 램프업에 시간이 소요됐으나 점진적으로 개선해 안정화되고 있다"며 "수율을 개선하고 웨이퍼 손실을 최소화하는 등 라인 운영을 최적화하고 있다"고 해명하기도 했다.

업계에서는 이 같은 낮은 수율이 삼성 파운드리 경쟁력 약화로 이어지는 것이 아니냐는 눈초리를 보내고 있다.

실제로 삼성전자의 주요 글로벌 고객사로 꼽히는 그래픽처리장치(GPU) 기업 엔비디아는 올해 GPU 제품 수주를 TSMC에 맡긴 것으로 알려졌으며 퀄컴도 스냅드래건8 Gen1플러스 공정을 삼성전자에서 TSMC로 옮긴 것으로 전해졌다.

이승우 유진투자증권 연구원은 "삼성이 파운드리 사업 확대를 위해 애쓰고 있으나 수율이 기대에 못미치는 것도 사실"이라며 "고객사 이탈에는 수율부터 고객사와 이해충돌 문제 등 다양한 요인이 작용하고 있다"고 밝혔다.

김양팽 산업연구원 연구위원도 "삼성의 수율이 낮은 것은 맞으나 고객사 이탈은 복합적인 원인이 작용했을 것"이라며 "엔비디아의 CEO가 대만계라는 점, 삼성 대비 TSMC 업력이 오래돼 영업력이 뛰어난 점 등도 영향을 줬을 것"이라고 설명했다.

◇투자까지 앞서가는 TSMC···삼성 전략 재검토 필요 = TSMC가 파운드리 호황에 힘입어 투자 규모를 적극 확대하는 것도 삼성 입장에서는 부담이다.

TMSC는 1분기 전년 동기 대비 35.5% 증가한 매출액 4910억8000만대만달러(약 20조8300억원)을 거뒀다. 이는 역대 1분기 가운데 최고 기록이다. 영업이익은 2026억5360만대만달러(약 8조6000억원)로 집계됐다.

TSMC는 압도적인 실적을 바탕으로 올해 파운드리에만 50조원 이상의 투자를 계획 중이다. 이는 지난해 투자규모인 35조9800억원 대비 47% 증가한 수치다. 삼성전자는 아직 올해 투자 계획을 밝히지 않은 상태며 증권가에서는 약 50조원에 달할 것으로 추정하고 있다.

이베스트투자증권에 따르면 삼성전자의 시스템LSI와 파운드리를 합친 비메모리 부문의 1분기 실적은 매출액 7조2000억원, 영업이익 6000억원으로 추정된다. 삼성전자는 파운드리 사업 실적을 따로 밝히지 않고 있다.

업계에서는 삼성전자의 반도체 투자의 경우 메모리와 파운드리, 건설투자가 포함된 만큼 파운드리에 집중하는 TMSC를 추격하는 것이 현 사업구조에서 쉽지 않다고 지적한다.

이 연구원은 "시대가 변화하며 여러 기업들이 다각적인 변화를 주고 있는데 최근 10년을 보면 가장 변하지 않은 곳이 삼성"이라며 "현재의 전략이 통하지 않는다면 M&A 등 다양한 방법을 통해 사업구조에 변화를 줘야한다"고 지적했다.

대신 삼성전자는 상반기 TSMC보다 앞서 차세대 GAA(게이트올어라운드) 기반의 3nm양산에 나서며 분위기 반전에 나선다는 계획이다. TSMC는 올해 하반기 3나노 양산에 들어갈 계획이다.

하지만 이같은 삼성전자의 첨단공정 전략 또한 성공 가능성에 물음표가 붙고 있다.

김 연구위원은 "삼성전자의 파운드리 전략은 메모리 반도체와 똑같이 가고 있다"며 "미세화에 앞장서 살아남았던 전략을 파운드리에 사용하며 레거시(성숙) 공정을 버리고 첨단공정만 쫓아가고 있는데 이것이 성공할지, 실패할지는 미지수다. 같은 공정에서 TSMC 대비 수율이 낮다면 당연히 고객을 뺏길 수 밖에 없다"고 지적했다.

이어 "메모리 반도체는 찍어서 팔면 되지만 파운드리는 주문받은 물건을 만들어 파는 것인데 같은 전략을 구사하는게 맞는지 의문스럽다"면서 "그럼에도 첨단기술을 보유해야 고객 수주가 가능한 것도 맞기 때문에 상당히 복잡한 문제"라고 덧붙였다.