TSMC '2나노' 독식에 삼성전자 '기회의 문' 열리나… 2026년 수율 전쟁 발발

인공지능(AI) 반도체 수요 폭발이 전 세계 파운드리(반도체 위탁생산) 시장의 판도를 뒤흔들고 있다. 세계 1위 대만 TSMC의 차세대 2나노미터(nm) 공정이 오는 3분기를 기점으로 주력인 3나노와 5나노 매출을 추월할 것이라는 분석이 나왔다. 그러나 TSMC의 생산 라인이 이미 포화 상태에 이르면서, 공급 부족을 우려한 글로벌 빅테크 기업들이 삼성전자를 유력한 대안으로 검토하기 시작했다. '슈퍼 을' TSMC의 독주 속에 삼성전자가 '낙수 효과'를 넘어 기술 리더십을 회복할 수 있을지 업계의 이목이 쏠린다.
IT 전문 매체 Wccf테크는 지난 1일(현지시각) TSMC의 2나노 공정이 AI 칩 수요 급증에 힘입어 2026년 가장 강력한 매출원으로 부상할 것이라고 보도했다. 동시에 TSMC의 공급 병목 현상이 심화하면서 메타(Meta), 퀄컴, AMD 등 주요 팹리스(반도체 설계) 기업들이 공급망 다변화를 위해 삼성전자 파운드리 사업부와 협력을 강화하고 있다고 전했다.


반도체 업계와 외신 분석을 종합하면, TSMC의 2나노 공정은 단순한 기술 진보를 넘어 매출 구조를 뒤바꾸는 '게임 체인저'가 될 전망이다. Wccf테크는 대만 리버티 타임스 넷(Liberty Times Net)을 인용해 "TSMC의 2나노 매출이 오는 3분기(7~9월)까지 기존 주력인 3나노와 5나노 공정의 누적 매출을 넘어설 것"이라고 분석했다.

현재 TSMC 매출의 60%가량은 5나노 공정이 차지하고 있지만, AI 가속기 시장의 성장 속도가 빨라지면서 무게 중심이 2나노로 급격히 이동하고 있다. 실제로 TSMC는 2나노 웨이퍼 가격을 인상했음에도, 애플과 엔비디아 등 핵심 고객사들은 이를 수용하고 물량을 선점했다. 이미 2026년 한 해 생산능력(CAPA) 예약이 모두 끝난 상태다.
TSMC는 밀려드는 주문을 소화하고자 대만 신주 과학단지와 가오슝, 그리고 미국 등지에 총 10개의 2나노 팹(공장)을 가동하거나 건설 중이다. 업계에서는 TSMC의 2나노 웨이퍼 생산량이 올해 말 월 3만 5000장 수준에서 2026년 말에는 월 8만~10만 장까지 늘어날 것으로 추산한다. 이는 단일 공정 기준으로 역대 최대 규모의 증설 속도다.



TSMC의 '행복한 비명'은 역설적으로 경쟁사인 삼성전자에는 기회로 작용하고 있다. TSMC 라인이 포화 상태에 이르면서, 제때 칩을 공급받지 못할 위기에 처한 팹리스 기업들이 대안 찾기에 나섰기 때문이다.

시장조사기관과 업계 관계자들은 삼성 파운드리가 이 '공급난의 틈새'를 파고들고 있다고 진단한다. 보도에 따르면 페이스북 모회사인 메타는 자체 개발 중인 AI 추론용 칩 'MTIA' 생산을 위해 삼성전자의 2나노(SF2) 공정을 채택할 가능성이 크다. 퀄컴과 AMD 역시 TSMC 의존도를 낮추고 공급망 안정성을 확보하고자 삼성전자와 협상을 진행 중인 것으로 알려졌다.
한 반도체 시장 전문가는 "TSMC가 고객 지향적인 서비스로 신뢰를 쌓아왔지만, 지금 팹리스 기업들에 가장 중요한 것은 '납기 준수'"라며 "생산 능력이 한계에 다다른 TSMC만 바라보는 것은 리스크가 너무 크다"고 지적했다.

관건은 삼성전자의 수율(양품 비율)이다. 삼성전자는 2026년을 2나노 공정 대중화의 원년으로 삼고 있다. 삼성은 경쟁사보다 한발 앞서 3나노 공정부터 차세대 트랜지스터 구조인 'GAA(Gate-All-Around)' 기술을 도입해 노하우를 축적해 왔다. TSMC가 2나노부터 GAA를 처음 적용하는 것과 대조적이다.

하지만 실제 양산 지표는 여전히 도전적이다. 반도체 업계와 증권가 분석에 따르면, 삼성전자의 2나노(SF2) 공정 수율은 지난해 말 기준 20~30% 수준에 머문 것으로 추정된다. 통상적으로 팹리스 고객사가 양산을 맡기기 위해서는 최소 60% 이상의 수율이 보장되어야 한다.

삼성전자는 올해 상반기 중으로 수율을 안정화 궤도에 올려, 하반기부터는 본격적인 2나노 양산 체제를 가동한다는 목표다. 업계 관계자는 "삼성전자가 2나노 공정에서 전력 효율과 성능 면에서 TSMC와 대등한 수준을 보여준다면, 공급 부족에 시달리는 빅테크 물량을 대거 흡수하며 시장 점유율 20% 벽을 넘을 수 있을 것"이라고 내다봤다.
업계 일각에서는 수율 안정화와 양산 경험 측면에서 삼성전자가 TSMC와 대등하거나, 혹은 그 이상의 경쟁력을 보여줄 수 있는 구간이 바로 '2나노'라고 분석한다.


올해는 글로벌 파운드리 3사(TSMC, 삼성전자, 인텔)의 기술력이 시장에서 냉정한 성적표를 받는 한 해가 될 전망이다. 미국 정부의 전폭적인 지원을 받는 인텔 역시 18A(1.8나노급) 공정을 앞세워 미국 내 팹리스 고객 유치에 총력을 기울이고 있다.

Wccf테크는 "TSMC의 독점적 지위가 흔들리는 것은 아니지만, AI 칩 수요가 폭증하면서 '파운드리 이원화(Dual Vendor)'는 선택이 아닌 필수가 됐다"고 평가했다. 삼성전자가 이 기회를 살려 대형 고객사들의 물량을 얼마나 안정적으로 소화하느냐에 따라, 향후 10년의 반도체 시장 판도가 달라질 것이다.

한편 삼성전자는 메모리 반도체에서의 성공 DNA를 파운드리에 이식하고, 선제적으로 도입한 GAA 기술의 성숙도를 앞세워 빅테크 고객사들의 눈높이를 맞춘다는 전략이다. 2026년은 'TSMC의 독주'와 '삼성의 추격', 그리고 '인텔의 재기'가 맞물려 그 어느 때보다 치열한 기술 전쟁터가 될 것으로 보인다.


박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com