[딜사이트 전한울 기자] 삼성전자가 AI 반도체 시장에서 본격적인 파운드리 경쟁에 돌입하면서 '부동의 1위' TSMC의 견제 움직임이 곳곳에서 포착되고 있다. 메모리반도체 업체와의 합종연횡은 물론, 패키징 단가 인하를 감행해 출혈 경쟁에 나설 것이란 후문까지 전해지고 있다. 

삼성전자는 메모리반도체와 시스템반도체 파운드리 등 모두 자체 설계·생산할 수 있는 종합적 역량을, TSMC는 독점 수준의 수주율과 전략적 합종연횡 행보가 강점이다. 이에 삼성전자가 고유 강점을 최대한 발휘할 수 있는 '원스톱' 패키징 솔루션을 앞세워 차별성을 확보해야 한다는 것이 학계의 시각이다.

16일 업계에 따르면 삼성전자가 최근 차세대 3D 패키징 기술 등으로 추격에 고삐를 죄면서 TSMC가 대대적인 견제에 나서고 있다. 기술·사업 개선 속도가 예상보다 빨라지고 있기 때문이다.

삼성전자는 올해부터 차세대 3D 반도체 패키징 기술인 '세인트(SAINT)'를 본격 적용해 AI 반도체 고객 유치에 나설 예정이다. 패키징은 웨이퍼 형태의 칩 여러 장을 수직으로 얇게 쌓는 기술이다. 기존 나노 단위로 반도체 회로 집적도를 높여 성능을 높이는 초미세공정이 기술·비용적 한계에 도달함에 따라 각기 다른 반도체를 수직으로 연결해 하나의 칩으로 만들어 한계를 돌파하는 것이다.

그동안 패키징 기술은 '세계 파운드리 1위' TSMC가 선도해 왔다. 2012년 실리콘 미세 기판에 기반해 칩을 수직으로 연결하는 패키징 기술을 최초로 개발한 뒤 글로벌 고객사로부터 첨단 반도체 수주를 끌어 모았다. 엔디비아 등의 전용 GPU와 국내 기업의 HBM을 TSMC가 패키징하는 방식이다.

'타도 TSMC'를 외쳐온 삼성전자는 이번 3D 패키징 '세인트'를 통해 반전을 노린다. 세인트는 기존 2.5D 패키징에서 한 단계 진보한 기술로 평가 받는다. 2.5D 패키징은 패키징 부품 '실리콘 인터포저' 위에 프로세서와 HBM 등 메모리 칩을 수평으로 배치한다. 반면 3D 패키징은 실리콘 인터포저 없이 칩을 수직으로 쌓기 때문에 공간 활용도와 성능을 한층 끌어올릴 수 있다. 아울러 삼성전자가 첨단 메모리·파운드리 기술력을 동시에 갖추고 있는 만큼 연속성을 기반으로 생산 효율성·제품 성능 우위를 점할 수 있을 것이라는 전망도 일각에서 나오고 있다.

상황이 이렇다 보니 TSMC 역시 최근 들어 삼성전자에 대한 대대적인 견제에 나서고 있다. TSMC는 최근 'HBM 1위' SK하이닉스와 AI 반도체 동맹을 결성한 것도 이와 무관치 않다는 것이 업계의 시각이다. 이런 가운데 TSMC가 대형 고객사 유출을 막기 위해 패키징 단가까지 낮추는 초강수를 둘 것이란 전망도 일각에서 제기되고 있다. 

익명을 요청한 반도체 장비업계 관계자는 "최근 TSMC가 주요 고객사를 대상으로 패키징 서비스 단가를 크게 낮췄다는 얘기가 들려온다"며 "과거에 비해 기술 격차가 줄어들면서 비용 측면으로 (추격세를) 저지하려는 전략"이라고 말했다. 이어 "과거 (삼성전자) 시스템LSI 부문이 설계와 위탁생산 부문으로 나뉜 뒤 (외부 설계업체의) 기술유출 우려도 크게 낮아진 상황"이라며 "삼성전자로선 과거 (파운드리 사업에) 핸디캡이었던 종합 반도체 포트폴리오를 오히려 이점으로 역이용할 수 있는 시점"이라고 덧붙였다.

이에 대해 삼성전자 관계자는 "여전히 고객사 확보나 점유율 격차가 큰 상황에서 (TSMC가) 오히려 주 수익원인 패키징 비용을 줄이면서까지 출혈 경쟁에 나설 가능성은 낮다고 본다"고 선을 그었다.

한편 학계는 사업·기술적 균형이 맞춰진 지금이야말로 삼성전자가 TSMC와 차별화를 이뤄내야 할 적기로 평가 중이다. 반도체 설계부터 생산까지 아우르는 종합적인 사업 역량을 첨단 패키징 분야에 집중 투입해야 한다는 것이다.

유회준 KAIST 전기및전자공학부 교수는 "삼성전자는 특히 메모리반도체, 시스템반도체 등을 자체 개발해 하나의 패키지로 조립할 수 있는 종합 반도체의 사업 특성을 살려 토탈 솔루션을 지원하는 데 집중해야 한다"고 말했다. 이어 "AI반도체 부문 패키징은 기존 방식보다 훨씬 복잡한 구조를 지니고 있다. 인력 한명 한명이 수제로 작업하는 하나의 예술 작품"이라며 "대만은 신주과학단지에 대만반도체연구소(TSRI)를 세워놓고 전국 대학교, 벤처의 기술 교류를 촉진해 TSMC에 전달한다. 우리나라도 첨단 패키징에 대한 전폭적인 지원이 필요할 때"라고 말했다.