삼성전자와 TSMC의 향후 3년후의 세계시장 지배력 예측

 

1. 서론: 치열해지는 파운드리 시장의 미래

반도체 산업의 경쟁 구도는 과거와 달리 더욱 복잡하고 치열해지고 있습니다. 그중에서도 파운드리(Foundry) 시장, 즉 반도체 위탁생산 분야는 글로벌 가치사슬에서 중요한 역할을 차지합니다. 전통적으로 파운드리 시장에서는 TSMC가 압도적인 점유율로 시장을 주도해왔습니다. 하지만 삼성전자는 메모리 반도체 분야에서 축적한 노하우와 첨단 미세 공정 역량을 바탕으로 파운드리 시장에서도 점유율을 확대하려고 노력하고 있습니다.

본 컬럼에서는 삼성전자와 TSMC가 앞으로 3년 이내에 어떤 전략과 기술 로드맵을 펼칠지, 그리고 양사의 시장 지배력이 어떻게 달라질지를 예측해봅니다. 반도체 시장의 미래는 단순히 기업 간 점유율 경쟁을 넘어, 글로벌 공급망 안정성과 각국의 기술·정책적 역학관계에 의해 크게 좌우됩니다. 이런 복합적인 요소들을 종합적으로 살펴보면서, 반도체 업계를 주시하는 분들께 인사이트를 제공하고자 합니다.

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2. 글로벌 파운드리 시장 현황 및 향후 전망

2.1 현재 파운드리 시장 규모와 특징

글로벌 파운드리 시장은 2020년대에 들어서며 꾸준한 성장을 이어왔습니다. AI(인공지능), 5G 통신, 사물인터넷(IoT), 자율주행, 데이터센터 등 다양한 첨단 산업 분야가 반도체 성능에 직접적인 영향을 받기 때문에, 향후에도 반도체 수요는 높은 수준으로 유지될 것으로 예측됩니다. 특히 3nm 이하 공정 기술을 적용한 최첨단 칩은 높은 부가가치를 창출하고 있기 때문에, 파운드리 업체들은 3nm 이하 공정에 대규모 투자를 진행하고 있습니다.

파운드리 시장의 대표 주자는 대만의 TSMC로, 현재까지 업계 1위를 공고히 지키고 있습니다. 뒤이어 삼성전자 파운드리 사업부가 추격하면서, 2위 기업으로서 기술력과 생산 CAPA(생산능력) 확대에 주력하고 있습니다. 이 밖에 글로벌파운드리스(GF), UMC, SMIC 등의 업체도 시장에서 일정 점유율을 차지하고 있지만, 최첨단 공정 분야에서는 TSMC와 삼성전자가 사실상 ‘투 톱(Two-Top)’ 구도를 형성하고 있다고 볼 수 있습니다.

2.2 향후 3년 내 글로벌 경제 및 반도체 수요 예측

향후 3년간 전 세계 경제는 코로나19 이후의 경기 부양 및 각국의 통화정책 정상화 과정 등을 거치며 변동성이 커질 것으로 전망됩니다. 그러나 중장기적으로 보았을 때, AI 및 빅데이터 활용이 급격하게 늘어나고 있는 산업 환경은 반도체 업계에 계속해서 긍정적인 영향을 미칠 것입니다. 특히 HPC(High Performance Computing)와 AI 추론·학습을 위한 GPU, ASIC, FPGA 등 다양한 형태의 반도체 칩 수요가 증가할 것으로 예상됩니다.

또한 자율주행차 산업의 발전과 함께 자동차 반도체 시장도 높은 성장을 예고하고 있습니다. 전기차, 자율주행차에는 기존 차량 대비 훨씬 더 많은 반도체 칩이 필요하기 때문에, 파운드리 업체들은 차량용 반도체 품질 인증 및 전력 반도체(파워 디바이스) 분야에도 힘을 쏟고 있습니다. 이처럼 미래 3년은 파운드리 시장이 기존의 모바일 프로세서, PC용 칩 수요에서 한층 더 다변화·고도화되는 시기가 될 것입니다.

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3. 삼성전자: 메모리 강자의 파운드리 역량 강화

3.1 메모리 사업 노하우와 파운드리 간의 시너지

삼성전자는 오랜 기간 메모리 반도체 분야에서 세계 1위를 지켜왔으며, 이 부문에서 강력한 재무적 기반을 마련해왔습니다. 메모리 사업에서 축적된 미세공정 기술 역량, 대규모 제조시설 운영 경험, 양산 능력 등이 파운드리 사업부로 확장되고 있습니다. 특히 초미세 공정은 로직 공정과 메모리 공정이 완전히 동일하진 않지만, 반도체 제조 전반에 걸쳐 집약적인 기술력이 필요하기 때문에, 삼성전자는 이러한 ‘스케일 업(scale-up)’을 구현할 수 있는 충분한 자금력과 기술 인력이 있습니다.

삼성전자가 3nm 공정 양산에 돌입했다고 발표했던 것은 시장에 큰 파장을 일으켰습니다. 3nm 이하 공정은 GAA(Gate-All-Around) 구조로 설계하는 등 극도로 정밀한 기술을 요구하는데, 삼성전자가 TSMC보다 먼저 3nm GAA 공정 양산에 성공했다고 알려져 업계의 관심을 받았습니다. 다만 양산 초기의 수율 이슈, 고객사 확보 문제 등이 동시에 거론되면서, 실제 시장 확대로 이어지기 위해서는 추가 검증이 필요하다는 의견이 나옵니다.

3.2 투자 확대와 고객사 다변화 전략

삼성전자는 향후 3년 동안 파운드리 분야에 수십 조 원대에 달하는 대규모 투자를 계획하고 있습니다. 이 같은 투자는 주로 미국 텍사스주 테일러시 및 국내 평택 캠퍼스 등에 집중될 것으로 알려져 있습니다. 최첨단 공정 연구개발(R&D)부터 대규모 팹(fab) 건설까지, 삼성전자는 공격적인 투자 전략을 펼침으로써 TSMC를 추격하려는 목표를 분명히 하고 있습니다.

고객사 확보 전략에서도 삼성전자는 적극적인 행보를 보이고 있습니다. 과거에는 삼성 내부 계열사의 수요나 제한적인 외부 기업 중심으로 파운드리 매출을 올렸다면, 최근에는 글로벌 팹리스 업체 및 빅테크 기업들과 파트너십을 확대하려 애쓰고 있습니다. 예컨대 모바일 AP(애플리케이션 프로세서)나 SoC(System on Chip) 설계를 담당하는 퀄컴(Qualcomm)·엔비디아(NVIDIA)·AMD 등과의 협력을 강화함으로써, 첨단 공정 분야에서 포트폴리오를 늘리려는 의지를 보이고 있습니다.

3.3 잠재적인 위험 요인

삼성전자가 파운드리 시장에서 경쟁력을 극대화하려면, TSMC가 이미 장악하고 있는 ‘신뢰와 안정성’을 빠르게 확보해야 합니다. 파운드리 사업은 수율(yield)이 매출과 직결되는 구조이기 때문에, 3nm 이하 공정에서 안정적인 수율이 충분히 확보되지 않으면 대형 고객사를 장기간 확보하기 어려울 수 있습니다.

또한 지정학적 리스크도 무시할 수 없습니다. 반도체는 글로벌 공급망에 따라 원재료, 장비, 특허 등이 긴밀하게 연결되어 있어, 특정 지역에서 발생하는 분쟁이나 무역 제한이 곧바로 기업의 생산에 영향을 미치게 됩니다. 한국의 반도체 산업은 미국, 일본, 네덜란드 등과의 밀접한 협력관계를 유지하고 있지만, 미국·중국 간의 기술 패권 경쟁이 심화될 경우 삼성전자도 예상치 못한 공급망 위기나 시장 제재에 직면할 가능성이 있습니다.

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4. TSMC: 독보적 기술 우위와 안정적 고객 포트폴리오

4.1 장기간 구축된 신뢰와 업계 1위의 지위

TSMC가 세계 최대 파운드리 기업으로 자리매김할 수 있었던 가장 큰 요인은 ‘전문성’과 ‘안정성’입니다. TSMC는 메모리를 직접 생산하지 않고, 오직 파운드리 서비스에 집중해 고객 맞춤형 칩을 생산함으로써 시장의 신뢰를 쌓아왔습니다. 이 과정에서 애플, 엔비디아, AMD, 퀄컴 등 주요 팹리스 고객사들과 오랜 기간 밀접한 협력관계를 유지해왔고, 각 고객사들의 요구사항을 반영한 세밀한 공정 기술 개발로 업계 1위 자리를 공고히 했습니다.

4.2 첨단 공정 로드맵과 미세화 경쟁

TSMC 역시 3nm 이하 공정 기술에 막대한 투자를 진행 중입니다. 5nm 공정 양산에 성공한 후, 3nm, 2nm 공정으로의 전환을 목표로 하면서 업계 최첨단을 선도하기 위해 연구개발 역량을 집중하고 있습니다. TSMC는 기존 핀펫(FinFET) 구조와 차세대 GAA 구조 도입 시점을 조율하며, 안정적인 수율 확보와 고성능 칩 생산을 동시에 달성하려 합니다. ‘성능-전력-면적(PPA, Performance-Power-Area)’의 삼박자를 만족시키는 공정을 적기에 제공하는 것이 TSMC의 핵심 경쟁력이라 할 수 있습니다.

한편 TSMC가 여러 지역에 팹을 건설하며 글로벌 생산망을 확장하고 있다는 점도 눈여겨볼 만합니다. 대만 본토 뿐 아니라 미국 애리조나주, 일본 구마모토현 등지에 최첨단 및 특화 공정 팹을 세움으로써, 고객사들이 원하는 시점에 원하는 곳에서 반도체를 생산할 수 있게 하는 전략입니다. 이는 향후 3년간 반도체 공급망 안정화와 지정학적 분산을 위한 중요한 투자로 평가됩니다.

4.3 잠재적인 위험 요인

TSMC 역시 지정학적 리스크에서 완전히 자유롭지 못합니다. 대만은 지리적으로 중국 본토와의 갈등이 상존해 있어, 글로벌 공급망 안정성 측면에서 가장 큰 우려 요소 중 하나로 꼽힙니다. 만약 대만 해협에서 군사적 긴장이 고조되거나, 미국과 중국의 갈등이 심화되어 대만이 직접적인 타격을 받는다면, TSMC의 생산체계가 흔들릴 가능성도 무시할 수 없습니다.

또한 생산 지역의 다변화가 단순히 리스크 분산 효과만 가져다주는 것은 아닙니다. 새로운 지역에 팹을 건설할 때마다 공정 세팅 비용과 인건비, 인프라 구축 비용이 크게 늘어나므로, 수율이나 운영 효율이 떨어질 경우 오히려 수익성을 악화시킬 수도 있습니다. 특히 미국 애리조나 공장 건설 과정에서 일부 인력 부족과 인프라 문제에 직면하고 있어, TSMC가 단기적으로 해결해야 할 과제로 떠오르고 있습니다.

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5. 삼성과 TSMC 경쟁 구도: 핵심 변수와 승부처

5.1 3nm 이하 공정의 수율 및 대량 생산 능력

향후 3년간, 파운드리 시장에서 가장 중요한 승부처는 단연 3nm 이하의 초미세 공정 기술을 누가 먼저 안정화하고 대량 생산 능력을 구축하느냐가 될 것입니다. 이미 삼성전자는 3nm GAA 공정을 발표했고, TSMC 역시 이와 유사한 시기에 3nm 공정 양산을 시작했습니다. 그러나 두 기업 모두 초기 수율 확보, 고객사 설계 IP(지적재산)와의 호환성, 양산 일정 지연 등의 문제를 완벽히 해결해야만 본격적인 실적 반영이 가능합니다.

5.2 고객 포트폴리오와 장기 계약 확보 경쟁

두 번째 승부처는 어떤 기업이 더 폭넓고 안정적인 고객 포트폴리오를 확보하느냐입니다. 파운드리의 본질은 ‘고객 맞춤형 생산 서비스’이므로, 고객사들의 설계 트렌드와 시기적 요구를 충족시키는 능력이 핵심 역량이 됩니다. 특히 애플, 엔비디아, 퀄컴 등 ‘슈퍼 대형 고객사’와의 장기 계약 및 차세대 칩 생산 파트너십을 선점하는 것이, 파운드리 매출과 시장 지배력을 한층 높이는 열쇠가 됩니다.

TSMC는 오랜 노하우와 신뢰를 바탕으로 다수의 빅테크 기업과 긴밀한 협업 관계를 구축해 왔습니다. 삼성전자는 자체적으로 모바일 AP를 설계하고 있는 엑시노스(Exynos) 라인 외에도, 퀄컴, 엔비디아 등에 공정을 제공하며 보폭을 넓히고 있습니다. 앞으로 3년 동안 삼성전자가 얼마나 많은 신규 고객사를 확보할 수 있느냐가 시장 점유율 변동에 큰 변수가 될 것입니다.

5.3 생산 비용·가격 경쟁력 및 자본 투자

미세 공정으로 갈수록 생산 비용과 연구개발 비용이 급격하게 증가합니다. 파운드리 업체는 대규모 설비 투자와 장비 도입으로, 점점 더 높은 자본 지출(CapEx)을 감수해야 합니다. TSMC와 삼성전자 모두 막대한 현금 흐름을 기반으로 투자에 나서고 있지만, 해당 투자가 얼마나 효율적으로 이뤄지는지가 결국 수익성에 영향을 미칩니다.
삼성전자는 메모리 반도체 사업에서 창출되는 이익을 파운드리에 재투자하는 전략으로 경쟁력을 강화하고 있으며, TSMC는 ‘파운드리 전문’이라는 기업 정체성을 살려 글로벌 고객사들로부터 받은 선행 투자금 및 장기 계약을 통해 안정적 재원을 확보하고 있습니다.

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6. 결론: 향후 3년, 삼성과 TSMC의 시장 지배력 예측

향후 3년간 삼성전자와 TSMC의 시장 지배력은 기존의 ‘1위 TSMC, 2위 삼성전자’ 구조를 유지하면서도 점차 격차가 좁혀질 것으로 예상됩니다. 삼성전자가 3nm 이하 공정에서 기술력을 입증하고, 수율 안정화 및 적극적인 고객사 확보를 이뤄낸다면, TSMC를 바짝 추격하여 파운드리 시장점유율의 일부를 더 가져올 가능성이 있습니다. 반면 TSMC는 이미 폭넓은 고객 포트폴리오와 글로벌 생산 인프라를 갖추고 있어, 쉽게 1위 자리를 내주지 않을 것입니다. 양사의 격차가 완전히 뒤집히기보다는, 근소하게 줄어드는 형태로 전개될 가능성이 큽니다.

다만 반도체 산업이 기술 경쟁만으로 판가름 나지 않는다는 점에 주목해야 합니다. 미국과 중국의 갈등, 대만 해협의 지정학적 위기, 유럽과 일본의 반도체 자립 정책, 전 세계적인 인력·장비·소재 부족 등과 같은 외부 변수들이 시장 판도를 크게 좌우할 수 있습니다. 삼성전자와 TSMC 모두 이러한 불확실성 속에서 공격적인 투자와 전략적 제휴를 진행하고 있으며, 나아가 각국 정부와의 관계 설정에도 신중을 기하고 있습니다.

결국 앞으로 3년은 ‘초미세 공정 도입의 성공 여부’, ‘대형 고객사 확보 경쟁’, ‘글로벌 공급망 리스크 분산’이라는 세 가지 핵심 요인이 삼성전자와 TSMC의 미래를 결정짓는 중요한 시기가 될 것입니다. 그리고 이 과정에서 두 기업은 동시에 성장할 수도 있지만, 불확실성이 커지는 시장 환경에 따라 예측 밖의 결과가 나타날 수도 있음을 염두에 두어야 합니다.

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마무리하며

삼성전자와 TSMC의 향후 3년 후 세계 시장 지배력은 현재의 1·2위 체제를 유지하면서도 경쟁의 열기가 더욱 뜨거워질 것으로 전망됩니다. 파운드리 분야는 미세 공정 경쟁과 고성능 반도체 수요 증가로 인해 꾸준한 성장을 기대할 수 있으나, 그 과정에서 예측 불가능한 리스크가 산재해 있습니다. 반도체 산업 종사자뿐 아니라 투자자, 정부 정책 입안자 등 모든 이해관계자들은 이러한 변동성과 경쟁 구도를 면밀히 지켜보며 대응 전략을 마련해야 할 것입니다.

삼성과 TSMC, 두 거인의 다툼은 결과적으로 글로벌 반도체 기술 수준을 더 높은 차원으로 끌어올릴 수 있습니다. 첨단 공정에서의 경쟁은 혁신을 가속화하고, 다양한 산업 분야에서 새로운 기회를 창출하게 만듭니다. 결국 반도체 시장의 미래는 더 큰 패러다임 변화를 예고하고 있으며, 우리는 그 변화를 준비하고 적응해야만 지속 가능한 성장을 이어갈 수 있을 것입니다.