나노기술 및 정책 정보

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미국 인텔이 200억 달러를 투자해 애리조나주에 최첨단 EUV(극자외선) 노광장치를 사용한 7나노미터 프로세스의 반도체 공장을 2개 건설함. 한 곳은 프로세서용, 다른 한 곳은 파운드리용으로 2024년 가동이 목표임.

올들어 반도체의 부족은 심각함. 특히 자동차용 반도체의 공급 부족은 자동차 생산 라인까지 멈춰서게 함. 이제는 스마트폰, 컴퓨터 등 정보기기로까지 번짐. 이로 인해 세계에서 유일하게 5나노미터 프로세스 칩을 양산하고 있는 대만 TSMC는 쇄도하는 주문에 밤낮이 없음. TSMC는 현재 3나노급 반도체 기술까지 양산 단계에 도달해 있음. 내년부터 애플에 공급함.

반도체는 이제 전략 물자가 됨. 그런 반도체 제조 능력을 다시 되찾자는 것이 바이든 행정부의 정책이며 인텔이 파운드리 비즈니스에 뛰어든 이유임. 그러나 인텔의 성공은 어려워 보임. 그 이유는 선두 기업과의 기술격차 때문임.

인텔은 2017년 10나노미터 공정의 칩 개발에 실패함. 2018년 7나노미터 공정 칩을 양산하기 시작한 TSMC가 이때를 기점으로 선두에 나섬. 인텔의 10나노 기술은 TSMC나 삼성의 7나노와 거의 동등한 미세기술이었음. 인텔이 10나노를 성공했다면 뒤떨어질 일이 없었음. 그러나 인텔은 지난해까지도 10나노 기술을 완성하지 못했음. 그리고 7나노미터급 기술의 칩을 TSMC에 위탁함.

TSMC의 경쟁력은 고밀도 칩 개발기술에만 있는 것이 아님. 생산 능력과 제품군, 두터운 고객층이 모두 경쟁력 향상에 일조함. TSMC는 스마트폰이나 데이터센터 등 IT 기술제품에 쓰이는 3~7나노급 칩도 만들지만 14나노급 기술에도 못 미치는 공정을 적용한 일반 반도체 칩도 대량으로 생산하고 있음.

연간 1조 개가 넘게 출하되는 반도체 칩의 대부분은 일반공정으로 양산됨. 자동차용 반도체 등이 대표적임. 이런 반도체까지 모두 아우르기 때문에 TSMC가 강한 것임. 글로벌 자동차 메이커를 거느린 나라의 수장들이 모두 대만의 TSMC에 읍소하고 있을 정도임.

그러나 인텔이 현재 제조할 수 있는 칩의 공정기술은 기껏 10나노 수준임. 비록 인텔이 2024년에 7나노급 반도체 기술 개발에 성공해 양산에 나서면 그 공장에서는 대략 7~14나노급 칩을 생산하게 될 것임. 이 정도로는 고급 팹리스 고객들을 유지하기 어려움. 애플이나 퀄컴, 엔비디아 등이 그들의 칩 생산을 인텔에 맡길 수 없다는 의미임. 더 나아가 파운드리 분야에서 가장 많은 저급 기술 반도체 고객도 유치하기 어려움.

TSMC는 로직반도체는 물론, RF반도체, CMOS 센서, 파워 칩, 각종 메모리, MEMS 등 다양한 반도체를 제조하고 있음. 로직반도체만 해도 가전 등 컨슈머용, 컴퓨터용, 통신용, 자동차용 등의 산업계에 널리 사용되는 제품임.

파운드리의 본질은 다품종 소량생산에 있음. 2000개를 넘는 대기업 고객에 반도체를 공급하는 하드웨어와 소프트웨어 솔루션을 TSMC는 모두 가지고 있음.

반면 인텔이 제조 가능한 칩은 로직 계열의 프로세서임. 첨단 프로세서는 만들지만 일반적인 범용 프로세서를 만들 시설은 없음.

인텔은 지난 2012년에도 파운드리 사업에 진출한 경험이 있음. 당시 이 사업은 실패로 끝났음. 인텔의 이번 도전은 두 번째임. 인텔을 가로막고 있는 TSMC나 삼성전자의 기술 수준과 시장점유 상황을 볼 때 인텔은 2012년 당시보다 더 어려운 환경에 처해 있음. 파운드리 사업에서 성공하기는 2012년 당시보다 더 어려울 것이라는 게 전문가들의 진단임.