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반도체 굴기에 나선 중국이 위탁생산(파운드리) 물량을 적극적으로 확대하고 있다. 더불어 다국적기업의 중국내 팹(Fab)이 가동되면서 월 웨이퍼 투입량에서 차지하는 비중이 오는 2021년 30%에 달할 전망이다.

3일 국제반도체장비재료협회(SEMI)는 중국의 파운드리 물량이 2018년 하반기를 기점으로 폭발적으로 확대될 것으로 예상했다. 월 웨이퍼 투입량은(300㎜ 기준) 60만장에서 2020년 90만장, 2021년에는 100만장 돌파가 점쳐진다. 이 시기 다국적기업의 중국내 파운드리 비중은 10%에서 30%까지 확대된다.

현재 중국 최대 파운드리 업체는 SMIC로 28나노 미세공정을 적극적으로 활용하고 있다. 공정 자체로 보면 TSMC, 삼성전자, 글로벌파운드리(GF)와 비교하기 어렵지만 물량이 만만치 않고 탄탄한 내수시장을 가지고 있어 만만히 볼 수 없다. 시장조사업체 IC인사이츠에 따르면 SMIC는 종합반도체(IDM)를 제외한 순수 파운드리 업체 가운데 매출액 기준으로 4위에 올라 있다.

특히 14나노 공정 팹을 상하이에 건설 중인데 2019년 상반기 가동을 목표로 하고 있다. 월 웨이퍼 투입량은 3만5000장으로 기존 28나노 공정을 대체하는 개념이다. 무엇보다 현재 28나노에서 퀄컴 스냅드래곤 보급형 모델을 생산하고 있는 만큼, 14나노에서 이 역할을 그대로 맡을 가능성이 높다. 이 경우 퀄컴은 플래그십 애플리케이션(AP)은 2018년을 기준으로 삼성전자(혹은 TSMC)에서 7나노, 중저가 모델은 10나노, 보급형 모델의 경우 14나노로 재편할 수 있다.

중국에 진출한 다국적기업의 팹도 관전 포인트다. 우선 TSMC는 16나노 공정을 위한 난징 팹을 내년 2분기부터 가동한다. 월 웨이퍼 투입량이 4만장이다. UMC는 28/40나노 공정 팹을 샤먼에서 활용하고 있다. 이미 양산이 이뤄지고 있다.

가장 눈여겨볼 기업은 GF이다. 내년 하반기에 가동하는 22/28나노 팹(청두)의 월 웨이퍼 투입량이 8만3000장에 달하기 때문이다. GF의 22나노 공정은 완전 공핍형 실리콘-온-인슐레이터(Fully Depleted Silicon On Insulator, FD-SOI) 양산을 위한 것으로 기존 CMOS 반도체와 비교해 동작하는 전압이 낮아 전력소비량은 물론 원가절감에 유리하다. 이는 중국의 사물인터넷(IoT) 반도체 수요를 잡겠다는 의도로 풀이된다.

참고로 FD-SOI는 삼성전자도 심혈을 기울이고 있는 공정이다. 지난 달 28일에는 NXP와 28나노 FD-SOI 공정에 M램을 내장하는 파운드리 서비스 계약을 체결하고 테스트용 칩을 테이프아웃(Tape-out)했다고 발표한 바 있다.

한편 TSMC는 대만 타이난에 3나노 공정 팹을 건설한다고 밝혔다. 삼성전자와 달리 TSMC는 7나노에서 극자외선(Extreme Ultra Violet, EUV) 노광 기술을 활용하지 않는다. 기존 이머전(Immersion, 액침) 불화아르곤(ArF) 노광 장비를 그대로 활용한다는 계획이다. 따라서 EUV의 본격적인 활용은 5나노부터 예상된다.

장기적으로 봤을 때 EUV 도입은 필수적이다. ‘타임투마켓’ 대응과 파운드리 사업분 분리, 수익성 확보, 고객사 다양화 등 복잡한 셈법을 고려하는 것보다는 하루 빨리 7나노 이하를 앞당기는 게 더 낫다는 게 업계의 일반적인 분석이다.

<이수환 기자>shulee@ddaily.co.kr