[서울=뉴스핌] 김정인 기자 = TSMC가 첨단 패키징 투자를 확대하며 생산능력을 끌어올리고 인공지능(AI) 반도체 주도권 강화에 속도를 내고 있다. 글로벌 빅테크 수요가 TSMC로 집중되는 흐름 속에서, 삼성전자는 메모리와 파운드리를 아우르는 수직계열 구조를 기반으로 대응에 나서는 모습이다.

14일 공상시보와 경제일보 등 대만언론에 따르면 TSMC는 오는 16일 1분기 실적설명회에서 첨단 패키징 투자 계획을 공개할 예정이다.

기존 웨이퍼 공장을 첨단 공정 기반 생산시설로 전환하는 동시에, 패키징 테스트 라인을 2나노 공정에 맞춰 고도화하는 방안이 핵심이다. 여기에 신주·타이난을 중심으로 한 생산 클러스터를 강화하고, 자이와 타이난에는 신규 AP7·AP8 공장 건설도 추진한다.

TSMC의 전략은 생산과 패키징을 함께 묶는 데 있다. TSMC는 이미 CoWoS 등 첨단 패키징 기술을 기반으로 AI 칩 생산 전 과정에서 영향력을 확대하고 있다. 설계부터 생산, 패키징까지 이어지는 구조를 강화해 고객사를 묶어 두는 효과를 극대화하려는 전략으로 해석된다.

◆ 빅테크 몰린 TSMC…생산·패키징 동시 장악

현재 글로벌 AI 반도체 시장은 TSMC 중심으로 재편되는 흐름이 뚜렷하다. 엔비디아, 애플, 구글, 마이크로소프트(MS) 등 주요 빅테크 기업들이 대부분 TSMC에 생산을 맡기고 있다. 새로운 공정이 나오면 초기 물량도 빠르게 선점하면서 선단 공정은 사실상 일부 고객사 중심으로 채워지고 있다.

이 과정에서 패키징 역량의 중요성도 빠르게 커지고 있다. AI 칩 성능이 단순 미세 공정뿐 아니라 고대역폭메모리(HBM) 적층, 칩 간 연결 구조 등 패키징 기술에 의해 좌우되기 때문이다.

다만 물량이 한쪽으로 몰리면서 일부 기업들은 생산 슬롯 확보에 어려움을 겪는 등 공급 제약 우려도 나온다.

◆ 삼성, 테슬라 수주·수율 개선…추격 기반 다진다

이 틈을 파고들고 있는 곳이 삼성전자 파운드리 사업부다. 삼성전자는 지난해 테슬라와 약 23조원 규모의 차세대 AI 칩 위탁생산 계약을 체결하며 대형 고객사를 확보했다. 해당 칩은 미국 텍사스주 테일러 공장에서 2나노 공정을 통해 생산될 예정이다.

업계에서는 이 같은 수주가 단순 계약을 넘어 고객 다변화의 신호탄으로 작용할 가능성에 주목하고 있다. TSMC에 집중된 일부 물량이 분산될 경우, 삼성 파운드리의 신규 수주 확대 여지가 커질 수 있기 때문이다.

공정 경쟁력도 점진적으로 개선되는 흐름이다. 삼성전자는 2나노 공정 수율을 약 60% 수준까지 끌어올리며 양산 안정성을 확보해 나가고 있다. 수율이 일정 수준을 넘어서면 생산 비용이 빠르게 낮아지는 만큼, 가격 경쟁력 측면에서도 긍정적인 효과가 기대된다. 여기에 1나노 공정 로드맵과 차세대 구조 기술 개발도 병행하며 선단 공정 경쟁력 확보에 속도를 내고 있다.

◆ '수직계열'이 차별화…메모리까지 묶는다

삼성전자의 강점은 메모리와 파운드리를 함께 보유한 구조다. AI 반도체에서는 HBM과 같은 고성능 메모리가 핵심 부품으로 자리 잡고 있어, 단순 생산 능력만으로는 경쟁이 어려운 상황이다.

실제 주요 빅테크 기업들은 메모리 확보를 위해 장기 계약을 늘리고 있다. 메모리를 미리 확보해야 AI 서버 구축이 가능한 만큼, 선제 확보 경쟁이 치열해지는 흐름이다.

이 같은 변화로 반도체 산업은 단순 생산 경쟁을 넘어 구조 경쟁으로 바뀌고 있다. TSMC가 패키징과 생산을 묶은 구조를 강화하는 가운데, 삼성전자는 메모리와 파운드리를 결합한 수직계열 구조로 맞서고 있다.

백길현 유안타증권 연구원은 "한국 파운드리 산업은 TSMC의 캐파 포화에 따른 글로벌 빅테크 및 중국 팹리스의 실질적 대안으로 급부상 중"이라며 "8·5·4나노 중심 수주의 견조함과 2나노 선단 공정의 신규 수요는 파운드리 플랫폼 가치를 높이고 한국 반도체 시장의 밸류에이션 상향 조정 근거로 작용할 가능성도 있다"고 말했다.

kji01@newspim.com