삼성전자와 TSMC 중심으로 재편돼 있던 2나노미터 이하 초미세 파운드리 공정에 인텔이 참전을 선언했다. 사진은 삼성전자 화성캠퍼스 전경으로 본 기사 내용과 무관함. /삼성전자

[더팩트｜최문정 기자] 반도체 파운드리(위탁생산) 업계의 초미세 공정 경쟁이 격화되고 있다. 기존에 대만의 TSMC와 삼성전자 등이 나눠서 주도하고 있단 파운드리 초미세 공정에 인텔 역시 출사표를 던지며 고객사 확보전이 펼쳐질 전망이다.

22일 업계에 따르면, 인텔은 이날(현지시간 21일) 미국 새너제이에서 '인텔 파운드리 다이렉트 커넥스' 행사를 열고 오는 2027년 1.4나노미터(㎚, 1나노미터는 10억분의 1m) 초미세 공정을 도입하겠다고 밝혔다. 아울러 당초 2025년으로 예상했던 1.8㎚ 공정 양산은 올해로 앞당기겠다고 선언했다. 인텔은 이미 1.8㎚ 공정 주요 고객사로 마이크로소프트(MS)를 확보했다고 강조했다.

펫 겔싱어 인텔 최고경영자(CEO)는 "인텔은 2030년까지 세계에서 두 번째로 큰 파운드리 기업을 목표로 하고 있다"고 말했다. 이는 삼성전자 파운드리 사업부를 겨냥한 발언으로 추측된다.

시장조사업체 트렌드포스에 따르면, 지난해 3분기 기준 글로벌 파운드리 시장 점유율은 대만의 TSMC가 총 57.9%를 차지하며 1위를 기록했다. 삼성전자는 같은 기간 12.4%의 점유율을 확보하며 2위에 올랐다.

글로벌 파운드리 기업이 초미세 공정에 열을 올리는 이유는 최근 화두로 떠오른 생성형 인공지능(AI)와 관련있다. 막대한 양의 데이터 학습을 통해 인간의 사고활동과 유사한 연산을 수행할 수 있는 생성형 AI는 이제 다양한 기업의 서비스와 상품과 연계되며 'AI 시대 인프라'로 자리잡았다.

이에 따라 생성형 AI를 원활히 구동하고, 학습시킬 수 있는 'AI 반도체' 수요 역시 급증하고 있다. 각 기업이 설계한 AI 반도체를 실제 생산하는 파운드리 업계에 대한 관심이 올라간 이유다.

삼성전자는 2022년 3나노미터 파운드리 공정에서 세계 최초로 게이트올어라운드(GAA) 트랜지스터 구조를 채택했다. 사진은 삼성전자 평택사업장 전경. /삼성전자

'후발주자' 인텔의 추격에 삼성전자와 TSMC 역시 발걸음을 재촉하고 있다.

삼성전자는 선단 파운드리 공정에 필수로 꼽히는 게이트올어라운트(GAA) 경쟁력 강화를 위해 글로벌 반도체 설계자산(IP) 기업 'Arm'과 협력에 나선다고 지난 21일 밝혔다.

GAA 구조의 트랜지스터는 말 그대로 전류가 흐르는 채널의 4면을 게이트가 모두 감싸는 형태로 제작됐다. 기존의 '핀펫 공정'이 3면만을 감싼 것과 비교하면, 전류 흐름을 더욱 세밀하게 제어할 수 있다는 장점이 있다. 이에 따라 GAA 공정은 파운드리 공정의 '게임체인저'라는 평가를 받고 있다.

계종욱 삼성전자 파운드리사업부 디자인 플랫폼 개발실 부사장은 "Arm과의 협력 확대를 통해 양 사 고객에게 생성형 AI 시대에 걸맞은 혁신을 지원하겠다"고 예고했다.

삼성전자는 2022년 6월 전 세계 파운드리 업계 중 최초로 GAA 공정을 파운드리에 적용했다. 현재 GAA 기반의 3㎚ 1세대 공정을 양산하고 있다. 2세대 공정 역시 개발 중이다. 아울러 삼성전자는 2025년부터 2㎚ 이하 공정을 도입한다는 목표다.

TSMC 역시 차세대 공정인 GAA 적용을 위해 노력하고 있다. 현재 핀펫 트랜지스터 구조를 택하고 있는 TSMC는 3㎚ 공정에서의 GAA 적용은 건너 뛰고, 2025년 2㎚ 양산과 함께 GAA를 채택한다는 목표다.

글로벌 파운드리 시장은 앞으로 폭발적인 시장이 예상된다. 시장조사업체 옴디아는 지난해 1043억7000만달러 수준을 기록한 글로벌 파운드리 시장이 오는 2026년이면 1538억3000만달러(약 205조원) 규모로 성장할 것이라 예상했다.

특히 3㎚ 이하 초미세 공정 시장의 연평균 성장률은 같은 기간 64.8%를 기록해 330억7000만달러(약 44조원)에 달할 것이라는 전망이다.

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