ismedia - Rapidus의 2nm 도전과 TSMC의 압도적 경쟁력 비교

출처 : ismedia 25년 2월 13일호 https://mall.ismedia.jp/

Rapidus의 2nm 도전과 TSMC의 압도적 경쟁력 비교

Rapidus의 2nm 야심: 현실과 이상 사이의 격차

Rapidus는 일본 홋카이도에 파일럿 라인 구축을 완료한 뒤 2027년까지 2nm 공정 반도체의 양산을 목표로 하고 있습니다. IBM, IMEC, ASML, 도쿄일렉트론 등과 협력하며 기술적 지원을 받고 있지만, 이 프로젝트는 사실상 "불가능에 가까운 도전"으로 평가됩니다.

Rapidus가 직면한 현실적인 문제

1. 기술적 장벽:
   Rapidus는 기존 40nm 수준의 기술을 바로 2nm로 도약하려 하고 있어 중간 단계를 생략한 개발에 따른 기술적 어려움에 직면해 있습니다.

2. 수요 부족:
   일본에는 2nm 공정을 사용할 정도의 고급 수요를 가진 기업이 거의 없으며, 팹리스 고객층이 제한적(약 5개)입니다.

3. 비용 회수 문제:
   2nm 양산 후 수익을 내려면 1.4nm와 1.0nm 공정까지 지속적인 투자와 생산이 이어져야 하지만, 이는 막대한 자본과 지속적인 수요를 필요로 합니다.

4. 인력과 자원 부족:
   Rapidus는 현재 약 500명의 직원과 150명의 기술자로 운영되고 있으며 대부분의 R&D는 외부 파트너 의존도가 높습니다.

세계 파운드리 시장에서 TSMC의 독주

압도적인 시장 점유율과 기술력

TSMC는 세계 파운드리 시장 점유율의 약 60%를 차지하고 있으며, 특히 7nm, 5nm, 3nm 공정에서 선도적 역할을 하고 있습니다. 현재 3nm 공정을 양산 중이며, 2025년에는 2nm 공정을 양산할 예정입니다.

주요 경쟁사의 상황

• Samsung: 3nm 공정을 도입했으나, 양산 초기 단계에서 수율이 10~20%에 머물고 있어 TSMC에 비해 경쟁력이 낮습니다.
• Intel: 기존 CMOS 기술에서 뒤처졌고, 10nm 실패와 더불어 파운드리 시장의 점유율은 0.3% 미만으로 감소했습니다.

TSMC의 성공 요인

1. 수평적 제조 생태계 구축:
   TSMC는 설계(팹리스)와 제조(파운드리)를 분리해 고객사에 설계 지원부터 양산까지 지원하는 독특한 비즈니스 모델을 운영합니다.

2. 모든 노드 유지 전략:
   3μm부터 3nm까지 모든 제조 노드를 유지하며 다품종 소량 생산과 대량 생산을 병행하여 폭넓은 고객층을 확보하고 있습니다.

3. 미세화 기술 주도:
   7nm+ 이후 EUV(극자외선) 기술을 성공적으로 도입했으며, 7nm+, 5nm, 3nm 수준의 높은 수율을 달성했습니다.

4. 위기 극복을 통한 성장:
   알루미늄에서 구리로의 전환, DFM(제조를 염두에 둔 설계)을 도입하며, 지속적으로 기술적 위기를 극복하며 성장했습니다.

TSMC의 규모와 리소스

TSMC는 전 세계에서 8만 명 이상의 인력을 보유하고 있습니다. 이 중 약 1,800명은 ASML의 EUV 장비 운영에만 전담하고 있으며, 세계적으로 가장 숙련된 기술자들을 끌어모으고 있습니다. 이는 Rapidus의 500명 규모와 비교해 압도적인 차이를 보입니다.

Apple과 TSMC의 연관성

Apple, TSMC의 혁신을 주도하다

TSMC 매출의 약 25%는 Apple이 차지하며, Apple이 매년 iPhone 신제품을 출시하기 위해 요구하는 최첨단 공정 개발이 TSMC의 기술 발전을 가속화하고 있습니다.

Rapidus와 비교되는 비즈니스 모델

Rapidus는 2nm 기술 개발 이후 지속적인 위탁 생산 고객 확보가 어려운 상황에 직면해 있으며, 장기적으로 수익성 있는 비즈니스 모델을 구축하기 어려운 환경에 놓여 있습니다.

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결론적으로, Rapidus의 2nm 개발은 기술, 수요, 인력 등 여러 측면에서 TSMC에 비해 압도적으로 불리한 위치에 놓여 있으며, 현재로서는 꿈을 현실화하기 어려운 상황에 있습니다. TSMC의 성공 요인을 면밀히 분석하면, 일본이 반도체 산업에서 회복하기 위해서는 현재 전략을 전면 재검토해야 할 필요성이 있습니다.