‘한국의 TSMC는 가능한가’…삼성 파운드리의 미래와 과제 [K-5000청사진 ⑤-끝]

삼전, 전삼‘수율’에 사활…핵심은 기술력·레퍼런스

한국 증시가 ‘코스피 5000포인트(p)’에 대한 기대를 키우고 있다. 단순한 숫자의 돌파를 넘어 코스피 5000p는 한국 경제의 패러다임이 한 단계 도약했다는 의미 있는 이정표가 될 수 있다. 그러나 많은 전문가는 한국 증시의 고질적인 문제들을 해결하고 구조적 체질 개선을 이루지 못한다면 5000p는 허상에 그칠 수 있다고 경고한다. 이에 본지는 △글로벌 환경 △기업 체질 △투자 주체 △외국인 신뢰 △주도주 변수 등 다섯 가지 핵심축을 중심으로 코스피 5000시대의 실현 가능성과 지속 가능성을 찾고자 한다.

코스피 5000 시대를 열기 위한 마지막 퍼즐 조각으로 삼성전자의 역할론이 부각되는 가운데, 특히 ‘잠룡’으로 평가받는 삼성 파운드리 사업의 성공 여부가 그 핵심 동력으로 지목되고 있다. 대만 TSMC와의 격차를 줄이고 글로벌 파운드리 강자로 서는 것이 삼성전자의 성장을 넘어, 한국 증시 전체의 도약을 이끌 중요한 변곡점이 될 것이라는 분석이다.

24일 관련 업계에 따르면 현재 삼성전자 파운드리는 대만 TSMC에 이어 시장 점유율 2위를 유지하고 있지만, 그 격차는 녹록지 않다.

시장조사업체 트렌드포스에 따르면 올해 1분기 기준 삼성전자의 글로벌 파운드리 시장 점유율은 7.7%로, 1위 TSMC(67.6%)와 약 60%포인트(p)에 달하는 격차를 보이고 있다. 지난해 4분기 59%p에서 더욱 확대된 수치다. 한때 15~16%대였던 삼성전자의 점유율은 지속해서 하락세를 보이며 2위 자리마저 위태롭다는 평가가 나온다. 실제 3위인 중국 SMIC는 정부의 막대한 지원에 힘입어 6.0%까지 점유율을 끌어올리며 맹렬히 추격하고 있다.

기술력 면에서도 여전히 상당한 격차가 있다는 것이 업계의 중론이다. 특히 최첨단 공정인 4나노미터(㎚) 이하 시장은 TSMC가 사실상 독점하고 있다. 현재 80% 내외 수준으로 끌어올렸지만 수년 전 양산 초기만 해도 삼성전자의 4나노 수율은 30%를 밑돌기도 했다. 이로 인해 퀄컴 등의 주요 고객사들이 TSMC로 옮겨갔다는 것은 삼성 파운드리의 아픈 현실을 보여준다. 아울러 기술력 격차는 수익성 악화로 이어졌다. 삼성 파운드리 사업부는 수년째 적자를 이어가고 있으며, 올해 상반기에는 성과급조차 지급하지 못했다.

다만 인공지능(AI) 시대의 도래는 삼성 파운드리에 절호의 턴어라운드 기회를 제공하고 있다.

산업연구원 보고서에 따르면 2026~2030년 데이터센터 반도체 시장 규모는 700조 원에서 3000조 원대까지 폭발적으로 성장할 것으로 전망된다. 현재 파운드리 시장을 압도적으로 장악하고 있는 TSMC조차 감당하기 어려운 규모로, 삼성전자와 인텔 등에 새로운 기회가 열릴 수 있다는 분석이다.

특히 삼성전자는 AI 반도체의 핵심인 고대역폭 메모리(HBM) 기술을 자체 보유하고 있다는 점에서 TSMC와 차별화되는 강점을 갖는다. HBM과 파운드리의 ‘턴키(Turn-key) 솔루션’ 제공은 AI 반도체 시대에 고객사들에 매력적인 제안이 될 수 있다. 삼성전자는 2027년까지 AI 기반의 ‘턴키 솔루션’을 도입해 고객사들에 통합된 반도체 생산 서비스를 제공하고 시장 경쟁력을 강화하겠다는 계획을 발표하기도 했다.

차세대 공정 개발보다 기존 수율 개선에 주력하는 쪽으로 전략을 수정한 삼성전자의 행보도 주목된다. 업계에 따르면 애초 삼성전자가 계획했던 1.4나노 공정 도입은 2027년에서 2029년으로 미루고, 2나노 공정에서는 2세대(SF2P) 공정의 고도화 및 전체 성능을 약 20% 이상 높인 3세대(SF2P+)를 내년 양산한다는 방침이다.

삼성전자는 2030년까지 시스템 반도체에 133조 원을 투자하겠다는 장기 목표를 세우고 있다. 관련 연구개발에 73조 원, 파운드리 생산시설에 60조 원을 투자해 이 분야 세계 1위를 달성하기 위한 목표를 담았다. 다만 막대한 투자가 결실을 맺기 위해서는 기술력 격차 해소, 수율 안정화, 고객 다변화, 우수 인력 확보 등이 필요하다.

류형근 대신증권 연구원은 “근본적인 돌파구는 결국 기술과 레퍼런스로, 2~3나노 수율 안정화가 필요하고 수율 향상을 위한 노력과 투자는 더 확대될 것”이라며 “4나노 공정이 안정화에 들어섰다는 점은 고무적”이라고 평가했다.

손인준 흥국증권 연구원은 “HBM의 주요 고객사향 퀄 통과, HBM4 램프업, 파운드리 2나노 고객사 확보 등 변곡점을 만들어 낼 주요 이벤트는 3분기를 지나며 순차적으로 확인될 것”이라고 했다. 한화투자증권 김광진 연구원은 “파운드리에서 가동률 상승에 따라 점진적인 적자 축소가 진행될 것”이라고 예상했다.