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삼성 파운드리: 현재 상황과 미래 전망

일일 보고서 2024년 09월 12일
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목차

  1. 요약
  2. 삼성 파운드리의 긍정적 전망
  3. 삼성 파운드리의 부정적 전망
  4. 삼성 파운드리의 개선 전략
  5. 삼성 파운드리의 도전 과제
  6. 결론

1. 요약

  • 본 리포트는 삼성 파운드리의 현재 상황과 미래 전망에 대해 심도 있게 분석한 내용을 다룹니다. 주요 주제로는 3나노 2세대 공정의 성과, TSMC와의 비교, AI 반도체 수요 증가 등입니다. 삼성 파운드리는 3나노 2세대 공정의 성공적인 양산을 통해 시장에서의 입지를 강화하고자 하며, 소규모 팹리스 고객사와의 협업으로 IP 자산 확보에 노력하고 있습니다. 한편, TSMC와의 IP 자산 격차, 수율 문제, 메모리 사업 의존 등의 부정적 요인들도 검토되었습니다. 이를 극복하기 위해 삼성 파운드리는 글로벌 생산 기지의 다변화와 대형 고객사 확보 전략을 실행하고 있습니다.

2. 삼성 파운드리의 긍정적 전망

  • 2-1. 3나노 2세대 공정의 의미와 기대 성과

  • 삼성 파운드리에 있어 3나노 2세대 공정은 반등의 핵심 요소로 자리잡고 있습니다. 올해 하반기 양산이 예정된 이 공정은 GAA 기반으로 이루어지며, 2세대에 접어든 만큼 그 성과가 향후 수년 간의 고객사 수주 판도에 중대한 영향을 미칠 것으로 보입니다. 특히 삼성전자의 모바일 애플리케이션 프로세서(AP) 신제품인 '엑시노스 2500'의 성과가 주목받고 있으며, 성공적인 양산과 함께 내년 '갤럭시 S25'에 탑재된다면 해당 공정의 개선된 성능을 입증할 수 있는 기회가 될 것입니다. 또한, 초기 레퍼런스 제품에서 성과가 안정적으로 나타난다면 빅테크 수주를 위한 활로가 다시 열릴 가능성도 있습니다.

  • 2-2. 소규모 팹리스 고객사 확보 및 협업 사례

  • 삼성전자는 설계자산(IP) 및 소규모 팹리스 고객사 확보를 위해 보다 적극적으로 나서고 있습니다. 최근 일본 스타트업 프리퍼드네트웍스(PFN)와의 2나노 공정 고객사 협력, 국내 스타트업인 리벨리온과의 4나노 기반 NPU 제조 협업은 이를 나타내는 대표적 사례입니다. 또한, 미국의 AI 반도체 기업들과의 협업 또한 진행되고 있으며, 이는 삼성 파운드리가 시장에서의 입지를 강화하기 위한 전략적 선택으로 분석됩니다.

  • 2-3. AI 반도체 수요 증가와 시장 기회

  • AI 반도체에 대한 수요가 꾸준히 증가하고 있는 가운데, 삼성 파운드리는 이 시장에서의 기회를 보며 파운드리 사업의 성장을 도모하고 있습니다. AI 반도체의 급속한 발전과 함께 관련 제품의 양산이 이뤄지면 삼성 파운드리는 시장에서 더 큰 경쟁력을 갖출 수 있을 것으로 예상됩니다.

3. 삼성 파운드리의 부정적 전망

  • 3-1. 경쟁사 TSMC와의 IP 자산 격차

  • 업계에서 TSMC와 삼성 파운드리 간의 IP 자산 격차에 대한 우려가 커지고 있습니다. TSMC는 7만3000개의 IP 자산을 보유하고 있는 반면, 삼성 파운드리는 5300여 개에 불과하여 14배의 차이를 보입니다. 이로 인해 삼성 파운드리는 팹리스 고객사들에게 강력한 지원을 제공하기 어려운 상황입니다. 좋은 IP 자산이 있어야 칩 설계 시간이 단축되고 성능이 개선되는데, 이 때문에 삼성은 IP 생태계의 다양성이 부족하다는 평가를 받고 있습니다.

  • 3-2. 수율 문제와 주요 고객사 이탈 사례

  • 삼성전자 파운드리의 최근 4nm 공정 수율은 25% 미만으로 전해졌으며, 이는 고객 이탈의 직접적 원인이 되었습니다. 퀄컴과 같은 중요한 고객사는 삼성의 낮은 수율로 인해 TSMC로 이전하였고, 이로 인해 삼성은 안정적인 주문을 확보하지 못하게 되었습니다. 이러한 수율 문제는 기술력과 수익성의 척도로 중요하며, 고객의 신뢰를 떨어뜨리는 결과를 초래하였습니다.

  • 3-3. 메모리 사업에 대한 의존과 그로 인한 리스크

  • 삼성 파운드리는 안정적인 메모리 사업의 수익 덕분에 파운드리 사업을 지원받고 있지만, 그 의존도가 위기를 초래할 수 있습니다. 2023년 삼성의 메모리 사업부는 사상 최악의 적자를 기록했으며, 이로 인해 파운드리 사업에 대한 추가 투자가 어려워졌습니다. 메모리 반도체 시장의 사이클 지향적인 성격과 함께, 메모리 사업의 부진은 파운드리 사업의 지속 가능성을 위협하는 주요 리스크로 작용하고 있습니다.

4. 삼성 파운드리의 개선 전략

  • 4-1. 턴키 솔루션 제공 전략

  • 삼성전자는 AI 반도체 턴키 솔루션을 통해 생산 시간과 비용을 줄이고 고객 수주를 확대하고 있습니다. 고성능 칩 제조와 고대역폭 메모리(HBM), 2.5D 패키징을 결합한 AI 턴키 솔루션을 통해 기존의 TSMC와 차별화된 전략을 펼치고 있습니다. 이와 관련해, 일본 AI 반도체 스타트업인 프리퍼드 네트웍스(PFN)를 2나노 공정 고객사로 확보하는 성과를 거두었습니다.

  • 4-2. 대형 고객사 확보를 위한 접근법

  • 삼성전자는 TSMC가 애플, 퀄컴, 엔비디아, AMD 등 주요 글로벌 고객사를 확보한 만큼, 대형 고객사 수주가 필요하다는 인식이 있습니다. 이를 위해 삼성은 TSMC의 고객사를 일부 유치하는 성과를 보였으나, TSMC 고객사에 대한 선호도가 여전히 높은 상황입니다. 업계 관계자는 삼성전자가 올해 양산될 3나노 2세대(SF3)부터 성과를 내야 TSMC의 집중도를 해소하고 AI 시장 내 입지를 강화할 수 있다고 언급했습니다.

  • 4-3. 글로벌 생산 기지 다변화

  • 삼성전자는 TSMC와의 격차를 줄이기 위해 다양한 생산 기지 다변화 전략을 모색하고 있습니다. TSMC는 독일, 일본, 미국 등 여러 국가에 생산 기지를 확장하는 전략을 취하고 있으며, 이를 통해 생산 능력과 매출을 높이고 있습니다. 삼성전자 또한 이러한 외부 요인의 영향을 최소화하기 위해 글로벌 생산 기지를 다변화할 필요가 있습니다.

5. 삼성 파운드리의 도전 과제

  • 5-1. TSMC와의 점유율 격차 해소 방안

  • 대만의 TSMC는 현재 반도체 파운드리 시장에서 62.3%의 점유율을 기록하고 있으며, 삼성전자는 11.5%에 불과합니다. 이는 지난 1분기와 비교했을 때 TSMC와의 점유율 격차가 50.7%에서 50.8%로 큰 변화가 없는 것을 나타냅니다. 특히, TSMC는 구글, 아마존, 엔비디아, 애플 등 글로벌 대기업을 고객으로 두고 있어 점유율 격차가 심화되고 있습니다. 삼성전자는 '2030년 시스템반도체 1위'라는 목표를 가지고 있지만, TSMC가 3나노 공정에서 선두를 유지하고 있어 격차 해소가 도전 과제로 남아 있습니다.

  • 5-2. 조직 내 압박감과 내부 도전 요소들

  • 삼성전자의 D램 부문에서 SK 하이닉스가 점유율을 증가시키고 있어 내부에서는 압박감을 느끼고 있습니다. SK 하이닉스는 최근 D램 점유율이 34.2%로 증가하며 삼성전자의 43.5%를 위협하고 있습니다. 이는 삼성전자가 D램 시장의 기술적 우위를 유지하기 위한 노력이 필요한 상황임을 보여줍니다. 또한, 최근 발표된 세미콘 타이완 2024에서 삼성전자는 TSMC와의 협업 가능성을 제시했습니다.

  • 5-3. 3나노 공정의 수율 및 성능 검증 문제

  • 삼성전자의 3나노 공정은 미래 핵심 기술 중 하나로 꼽히고 있으며, 이에 대한 성능 검증 문제는 여전히 해결해야 할 과제로 남아 있습니다. TSMC는 2025년 2나노, 2026년 1.6나노 양산을 계획하고 있어 삼성전자가 이와 경쟁하기 위해서는 3나노 이하의 첨단 공정 기술 개발이 필수입니다. 특히, GAA(게이트올어라운드) 기술 경쟁력을 바탕으로 초미세 공정에서 혁신을 이루려는 노력이 필요합니다.

6. 결론

  • 삼성 파운드리는 3나노 2세대 공정의 성공 여부와 AI 반도체 시장의 기회를 통해 긍정적인 성장을 도모하고 있지만, TSMC와의 큰 격차가 도전 과제로 남아 있습니다. 주요 발견 중 하나는 삼성의 IP 자산 부족과 낮은 수율로 인해 경쟁사 대비 불리한 위치에 있다는 점이며, 이는 대형 고객사 확보와 관련해 더욱 두드러집니다. 삼성은 이러한 한계를 극복하기 위해 턴키 솔루션 제공과 글로벌 생산 기지 다변화 등을 모색하고 있습니다. 특히, 메모리 사업의 부진이 파운드리 사업에 미치는 위험을 관리하기 위해서는 기술적 혁신과 능동적 대응이 필요합니다. 삼성 파운드리가 TSMC와의 경쟁에서 우위를 점하기 위해서는 지속적인 기술 개발과 고성능 제품의 안정적인 양산이 필수적이며, 이는 향후 몇 년간 파운드리 사업의 지속 가능성을 결정지을 것입니다.

7. 용어집

  • 7-1. 삼성 파운드리 [회사]

  • 삼성전자의 파운드리 사업부로, 주로 반도체 위탁생산을 담당합니다. 최근 3나노 2세대 공정을 개발하고, AI 반도체 시장 확대를 위해 턴키 솔루션을 제공하는 등 다양한 전략을 구사하고 있습니다.

  • 7-2. TSMC [회사]

  • 대만에 본사를 둔 반도체 파운드리 업체로, 전 세계에서 가장 큰 시장 점유율을 차지하고 있습니다. 다양한 IP 자산과 높은 수율을 통해 삼성과의 큰 격차를 유지하고 있습니다.

  • 7-3. 3나노 2세대 공정 [기술]

  • 삼성 파운드리가 최근 개발한 첨단 공정 기술로, 게이트올어라운드(GAA) 구조를 도입하여 업계에서 주목받고 있습니다. 이 공정의 성공 여부가 향후 몇 년 동안 삼성 파운드리의 수주 판도에 큰 영향을 미칠 것으로 예상됩니다.

8. 출처 문서