“TSMC, 엔비디아 요청에 3D D램 생산 계획 수립 착수”
‘파운드리 1등’ TSMC, 첨단 메모리 사업 진출 가능성 제기
매머드급 경쟁자 등장 ‘반신반의’…‘메모리 투톱’ 삼성·SK도 촉각

글로벌 파운드리(반도체 위탁 생산) 공룡인 대만 TSMC가 첨단 메모리 분야로 사업 확장을 검토 중이라는 소식이 전해지면서, 큰 파장을 낳고 있다. ‘파운드리 최강자’로 군림하고 있는 TSMC가 메모리 시장에 진출할 경우, 삼성전자, SK하이닉스, 미국 마이크론테크놀로지(마이크론) 등 ‘메모리 3강’ 체제를 위협하는 강력한 경쟁자가 될 가능성이 크기 때문이다.

TSMC가 파운드리에 계속 집중할 것이라는 입장을 표명하면서, 일단 해프닝으로 끝날 가능성도 있지만, 메모리 사업 확장과 관련해 적극적으로 부인하지 않으면서 또 다른 의심을 불러 일으키고 있다. 

미국 IT 전문 매체 디인포메이션은 현지시간으로 8일 복수의 소식통을 인용해 “TSMC가 최대 고객사인 엔비디아의 요청에 따라 3차원(3D) D램 생산 계획 수립에 착수했다”고 보도했다. 

디인포메이션은 “인공지능(AI) 붐으로 메모리 수요 부족이 나날이 심화하고 있다”며 “이에 엔비디아 등 주요 빅테크는 메모리 공급망을 확대하는 데 주력하기 시작했다”고 설명했다. 그러면서 “이같은 흐름 속에 엔비디아의 요청을 받은 TSMC가 첨단 메모리 제조 사업 진출 검토에 나선 것이다”고 덧붙였다.

또 디인포메이션은 소식통을 인용해 “TSMC의 메모리 양산 계획은 마이크론 출신 쉬궈진 TSMC 첨단패키징사업총괄 부사장이 이끌고 있다”고 구체적인 사실을 전했다. 과거 쉬 부사장은 마이크론 대만법인을 이끈 바 있다.

대만 TSMC 본사. <사진=연합뉴스>

생산 제품, 담당자 실명 등 구체적인 내용이 공개되면서, 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론 등 메모리 3강 체제에 맞서 TSMC가 경쟁자로 부상하는 것 아니냐는 분석이 확대되고 있다.

실제 TSMC는 1990년대부터 2000년대 후반까지 범용 메모리를 양산한 경험이 있다. 최근 20여 년 동안 파운드리 등 시스템 반도체 분야에 전사 역량을 집중하긴 했지만, TSMC가 과거부터 메모리 DNA를 보유하고 있다는 사실은 충분히 위협적인 요인이다.

물론 파운드리와 메모리 간 생산 공정에는 분명한 차이가 있다. TSMC가 메모리 분야로 사업 영역을 확장하더라도 당장 메모리 경쟁력을 고도화하기란 쉽지 않다.

그러나 반도체 제조 기술과 자금력이 우수한 TSMC는 메모리 양산을 위한 생산 설비를 확충해 메모리 역량을 끌어올릴 것이란 게 전문가들의 평가다. 특히 신규 반도체 공장을 짓기보다 기존 공장을 인수해 메모리 칩 생산라인으로 전환하는 방식이 유력하다.

실제 이미 마이크론이 이같은 방식으로 경쟁력을 키운 바 있다. 마이크론은 지난 3월 대만 파운드리 업체인 PSMC의 반도체 공장을 18억달러(약 2조5000억원)에 사들여 첨단 메모리 공장으로 전환했다.

특히 메모리 시장에 진출한 TSMC는 HBM 역량을 제고하기 더 수월할 가능성이 높다. TSMC가 AI 메모리인 고대역폭메모리(HBM)의 핵심 부품인 베이스 다이를 생산하고 있기 때문이다. TSMC는 2024년부터 SK하이닉스와 손잡고 차세대 HBM의 베이스 다이를 만들고 있다.

만약 TSMC가 D램 등 메모리 제조 기술력을 확보하는 데 성공한다면, HBM 양산도 불가능한 꿈은 아닌 셈이다.

대만 TSMC 12인치 웨이퍼 생산라인. <사진=TSMC>

또한 전 세계 파운드리 시장에서 위상을 구축한 경쟁력을 바탕으로 메모리 시장 공략에 나설 경우, 메모리 3강의 첨단 칩 제조 능력을 따라잡는 것은 시간 문제라는 분석도 있다.

현재 TSMC는 초미세 공정 기술 경쟁에서 가장 앞서 있다. 지난달 자유시보 등 복수의 대만 매체들은 소식통을 인용해 “TSMC가 업계 최고의 웨이퍼 후면전력공급(BSPDN) 기술인 슈퍼파워레일(SPR)을 채택한 옹스트롬(Å·100억분의 1ｍ)급 A16(1.6나노)을 성공적으로 개발하고, 검증을 완료했다”고 보도했다.

2나노 및 3나노 공정 수율 개선에 주력하고 있는 삼성전자 보다 먼저 선단 공정 기술을 확보한 것이다. 이러한 연구개발(R&D) 역량은 메모리 분야에서도 첨단 기술 혁신을 이끌 공산이 크다.

무엇보다 이번에 TSMC가 3D D램 생산 계획을 수립한다는 소식이 전해진 만큼, 첨단 메모리 기술의 진일보를 주도하는 것 아니냐는 기대감이 높아지고 있다.

3D D램은 메모리 셀을 수직으로 쌓아 집적도를 높인 차세대 제품이다. D램 칩을 수직으로 적층해 대역폭을 높인 HBM과는 차이가 있다. 특히 미세화 한계를 극복할 수 있다는 점에서 3D D램이 HBM 보다 더 고차원적인 제품으로 꼽힌다.

현재 삼성전자와 SK하이닉스, 마이크론 등 메모리 3강도 3D D램을 개발하고 있지만, 실제 구현되기까지 아직 멀었다는 평가를 받는다.

이런 와중에 고도의 기술력을 갖춘 TSMC의 등판은 첨단 메모리 제품의 상용화를 앞당기는 기폭제가 될 수 있다는 분석이다.

대만 TSMC 미국 애리조나주 파운드리 공장. <사진=TSMC>

TSMC의 메모리 업계 등판 소식에 글로벌 시장의 불안감은 극으로 치달았다. 그러나 TSMC가 주력 사업인 파운드리에 집중한다는 입장을 내놓으면서, 해당 보도는 해프닝으로 끝날 전망이다.

TSMC는 성명을 통해 “시장 소문이나 추측에는 논평하지 않는다”며 “TSMC는 항상 핵심 사업인 파운드리에 초점을 맞추고 있다”고 밝혔다. 이어 “앞으로도 로직 반도체 산업에서 신뢰받는 기술과 생산 능력 공급자가 되는 것이 우리의 사명”이라고 덧붙였다.

하지만 블룸버그 통신은 “TSMC가 엔비디아측 요청 여부나 메모리 사업 확장 여부에 대해 구체적으로 언급하지 않았다”고 짚었다.

TSMC가 파운드리 사업에 집중한다는 뜻을 분명히 밝히긴 했지만, 메모리 시장 진출을 부인했다고 보기도 어렵다는 분석이다. 업계는 TSMC가 첨단 메모리 칩 양산에 나설 수 있다는 의심의 눈초리를 거두지 못하고 있다.

실제, TSMC가 메모리 시장에 합류할 경우, 삼성전자, SK하이닉스 등 메모리 선두 주자는 매머드급 경쟁자와의 패권 다툼을 피할 수 없게 된다.

시장조사업체 트렌드포스에 따르면 매출액 기준 올 2분기 삼성전자의 글로벌 D램 시장 점유율은 39.4%를 기록했다. SK하이닉스는 24.9%로 2위에 올랐다. 삼성·SK의 D램 시장 점유율 합산은 64.3%로, 전 세계 D램 3개 중 2개는 ‘메이드 인 코리아’인 셈이다.

그러나 TSMC가 전 세계 메모리 시장에 등장하면 K-반도체의 독보적인 위상에도 적잖은 타격을 입힐 수 있다.

한편 디인포메이션은 호황과 불황이 뚜렷한 메모리 업계 특성상 TSMC가 메모리 시장 진출 계획을 조정할 수 있다는 의견도 냈다. 또 “기존 메모리 3사가 수십년 간 제조 노하우를 쌓아 왔다”며 “TSMC가 메모리 제조 역량을 제고하고, 이를 통해 실제 제품을 양산하기까지 수년이 걸릴 수 있다”고도 했다.

[CEO스코어데일리 / 오창영 기자 / dongl@ceoscore.co.kr]