[딜사이트 김가영 기자] 이재용 삼성전자 회장이 파운드리(반도체 위탁생산) 시장 전세계 점유율 1위를 탈환하기 위해 직접 영업에 나섰다. 특히 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)를 만나 협력 방안을 논의한 것으로 알려지면서 대만 TSMC와 자율주행차 반도체 수주 경쟁이 본격화될 것이라는 전망이 나온다. 이를 통해 삼성의 미래 전략을 구체화하고 '뉴 삼성' 비전의 기틀을 다지는 중요한 이정표를 세울 것이라는 분석이다. 

이 회장은 지난달 20일 출국 후 22일간의 미국 출장을 마치고 지난 12일 귀국했다. 출장 당시 이 회장은 동부 바이오 클러스터와 서부 실리콘밸리 ICT 클러스터를 횡단하며 주요 기업 20여명의 CEO들과 만남을 가진 것으로 전해졌다. 순다르 피차이 구글 CEO, 사티아 나델라 마이크로소프트(MS) CEO, 팀 쿡 애플 CEO, 일론 머스크 테슬라 CEO, 젠슨 황 엔비디아 CEO 등이다.

◆테슬라 둔 '삼성전자 vs TSMC'

이 회장이 만난 이들 중 가장 주목받는 인물은 일론 머스크 CEO다. 업계에서는 이 회장이 차량용 반도체 시장을 선점하고자 직접 영업에 나선 것으로 보고 있다. 개인용 컴퓨터(PC)와 스마트폰 등 전방산업에 대한 소비자 수요가 악화한 대신, 차량용 반도체 시장은 앞으로도 성장 가능성이 높기 때문이다.

시장조사업체 IHS마킷에 따르면 2021년 450억달러(약 60조원) 수준이던 차량용 반도체 시장은 2030년 1100억달러(약147조원)로 성장할 것으로 내다봤다. 이에 따라 삼성전자도 차량용 반도체를 미래 먹거리 사업 중 하나로 꼽기도 했다.

삼성전자는 TSMC를 제치고 5년 내 파운드리 시장에서 글로벌 1위가 되겠다고 공언했지만 현재로서는 쉽지 않은 모습이다. 12일 시장조사기관 카운터포인트리서치에 따르면 파운드리 업계 1위 TSMC의 올해 1분기 글로벌 시장 점유율은 59%, 2위 삼성전자 파운드리는 13%로 나타났다. 고객사 수에서도 차이가 크다. TSMC가 최근 발표한 영업보고서에 따르면 이 회사의 지난해 고객사 수는 532곳이며, 삼성전자 고객사 수는 100여곳에 불과한 것으로 알려졌다.

이러한 상황에서 삼성전자가 테슬라를 미래 주요 고객사로 점찍은 이유는 자율주행차 양산이 본격화될 시기를 대비하기 위해서다. 일반 자동차는 반도체가 200개 정도 탑재되지만 레벨3(조건부 자율주행) 이상 자율주행차에는 2000개 이상의 반도체가 필요한 것으로 알려져 있다.

테슬라는 지금까지 삼성전자와 완전자율주행 반도체 공동 개발을 비롯해 차세대 IT 기술 개발을 위한 교류를 활발히 진행하고 있는 것으로 알려졌다. 실제로 삼성전자는 2019년부터 14나노미터(㎚·1㎚는 10억분의 1m) 공정에서 테슬라의 3세대 FSD 칩을 위탁 생산해왔다. 이어 7나노 기반 4세대 FSD 칩 생산도 맡았었다. 자동차 외에도 ▲차세대 위성통신(스타링크) ▲우주탐사(스페이스X) ▲차세대 모빌리티(하이퍼루프) ▲인공지능(뉴럴링크·오픈AI) 등 일론 머스크 CEO가 이끄는 첨단 혁신 기업과 반도체 생산 관련 협력 가능성에도 관심이 쏠린다.

◆4~5나노 FSD 칩 빼앗긴 삼성…3나노 칩 우위는?

다만 이미 한 차례 삼성전자는 테슬라 FSD(완전자율주행) 수주 경쟁에서 TSMC에게 밀린 바 있다. 이에 따라 삼성전자와 TSMC의 3나노 기술경쟁은 심화되는 양상이다.

지난해 말 테슬라는 FSD 4.0의 4~5나노미터 공정을 삼성전자가 아닌 TSMC에 맡긴 것으로 알려졌다. 이 때문에 테슬라는 단숨에 TSMC의 상위 7대 고객 가운데 하나가 됐다. TSMC는 현재 건설 중인 애리조나 팹(fab·반도체 생산공장)에서 2024년부터 테슬라의 4나노 완전자율주행(FSD) 칩을 생산할 예정이다.

삼성전자는 3나노미터 공정으로 대응하겠다는 전략이다. 삼성전자는 지난 7월 세계 최초로 차세대 트랜지스터 구조 GAA(게이트 올 어라운드) 신기술을 적용해 파운드리 3나노 공정 제품 출하식을 개최했다. GAA는 반도체 트랜지스터 구조를 개선해 접촉 면적을 네 개의 면으로 확대한 것이다. 해당 기술을 이용하면 전력 효율을 개선해 반도체 성능을 높일 수 있다.

반면 TSMC의 3나노 생산은 지난 12월이 되어서야 이루어졌다. 삼성에 비해 반년 가까이 늦어졌다. 삼성전자는 3나노 공정에서는 TSMC보다 먼저 양산에 나서고 수율(전체 생산품 대비 양품 비율) 안정화를 할 수 있는 시간을 더 번 셈이다. 현재 양 사는 3나노 반도체보다 첨단 제품인 2나노 제품 개발에 나섰으며, 2025년 생산을 목표로 하고 있다.

아직 양 사의 정확한 3나노 수율은 공개되지 않았다. TSMC는 지난해 8월 중국 난징에서 개최된 '2022 세계반도체 대회'에서도 3나노 공정 수율이 80%에 안착했다고 공개하기도 했지만 최근에는 55% 수준에 불과하다는 보도도 나왔다. 삼성전자의 수율 역시 아직 알려지지 않았지만, 전문가들은 GAA의 경쟁력으로 기술적 우위를 확보할 것으로 보고 있다. 3나노부터는 TSMC가 고수하는 핀펫(FinFET)보다는 삼성전자의 GAA가 수율 확보에 유리할 것으로 관측되기 때문이다. 다만 수율에 영향을 미치는 요인은 여러가지라서 GAA만으로 수율이 높아질 수 있을지는 미지수다. 

송명섭 하이투자증권 연구원은 "삼성전자는 3나노 경쟁에서 GAA가 가진 속도와 전력 소모량 우위를 바탕으로 고객 확보 전략을 펼 것"이라며 "높은 수율을 달성해 TSMC에 대한 높은 의존도에서 벗어나고 싶은 엔비디아·퀄컴 등에 충분한 물량을 적기에 공급할 수 있을지와 TSMC 3나노 핀펫(FinFET) 공정 대비 낮은 이익률을 어떻게 극복할지가 관건"이라고 분석했다.

기술력도 중요하지만 이 회장이 직접 영업에 나서면서 고객사 확보에 속도가 붙을 것이라는 전망이 나온다. 업계에서는 이 회장에게 '인맥왕'이라는 수식어가 붙는 만큼, 직접 영업에 나선 성과가 조만간 나타나지 않겠느냐는 기대감을 보이고 있다. 이 회장이 직접 머스크 CEO를 만난 것은 이번이 처음이다. 

특히 글로벌 전자업체들이 뛰어들고 있는 전장 사업은 ▲자율주행 ▲커넥티드카 ▲인포테인먼트 등 다양한 사업 확대가 가능하다. 삼성전자는 자율주행 카메라 및 소프트웨어 개발 기업인 모빌아이의 고성능 반도체 파운드리(위탁생산) 주문을 따내는 등 전장 반도체 시장에서 영향력을 키우고 있다. 삼성디스플레이도 슈퍼카 '페라리'와 손잡고 '럭셔리' 브랜딩 중이다. 

한편, 삼성전자는 평택캠퍼스의 생산 능력을 강화하고, 미국 테일러 공장 가동 등을 통해 2027년까지 전체 생산 능력을 전년 대비 3배 이상 높일 계획이다. 

또한, 약 300억엔(약 2970억원)을 투자해 일본 가나가와현 요코하마시에 반도체 개발 거점을 새로 설립한다고 전했다. 보도에 따르면 첨단 반도체 시제품을 생산하는 이른바 테스트 라인이 신설될 전망이다. 연내 설립에 돌입해 2025년부터 본격적인 가동에 들어간다는 목표다. 반도체 개발에 속도를 더해 TSMC와 기술 경쟁에서 한발 앞 서 나가기 위한 행보다.