"글로벌 고객사 브로드컴뿐" 암초 부딪힌 라피더스
2나노미터 공정 앞세워 활로 모색
TSMC·삼성전자 등 선두 주자 제칠 수 있을까

일본 반도체 산업의 부활을 위해 출범한 파운드리(반도체 위탁생산) 기업 라피더스가 고객사 확보 및 투자 유치에 난항을 겪고 있다. 첨단 공정 경험의 부재가 글로벌 빅테크 기업 물량 수주의 '장애물'로 작용하고 있는 것으로 풀이된다.

라피더스, 시장 입지 '위태'

13일 반도체업계에 따르면 라피더스는 최근 글로벌 고객사 확보에 난항을 겪고 있는 것으로 파악된다. 이와 관련해 아사히신문 등 일본 매체들은 “라피더스가 스마트폰 애플리케이션 프로세서(AP), 데이터센터 서버용 반도체 등 주력 고객사를 확보하지 못한 상태”라며 “빅테크 기업 수주에 어려움이 따르면, 대규모 적자를 기록하는 인텔의 전철을 밟을 수 있다”고 보도했다.

실제 라피더스가 현재까지 확보한 글로벌 빅테크 고객사는 세계 5위 반도체 기업 브로드컴뿐이다. 이에 대해 한 반도체업계 관계자는 “첨단 파운드리 공정으로 시제품을 생산 및 양산하는 과정에는 최소 수백억원에 달하는 자금이 필요하다"며 "대규모 자금을 투입했는데 원하는 수준의 반도체가 제조되지 않으면 사실상 돈을 땅바닥에 버린 것이나 다름없다”고 짚었다. 이어 “빅테크 입장에서는 파운드리 공정 경험이 없는 라피더스에 주문을 한다는 것 자체가 커다란 모험인 셈”이라고 덧붙였다.

민간 투자 유치 역시 지지부진하다. 라피더스와 일본 정부는 지난해부터 적극적으로 민간 기업의 투자를 유치하기 위한 활동을 시작했으나, 아직 뚜렷한 성과를 거두지 못한 상태다. 도요타, 키옥시아, 소니, NTT, 소프트뱅크, NEC, 덴소, 미쓰비시UFJ은행 등 주주사가 지금까지 라피더스에 투자한 자금은 73억 엔(약 716억원)에 그친다. 이는 일본 정부의 민간 투자 유치 목표치(1,000억 엔)를 한참 밑도는 수준이다.

2나노 공정이 '승부수'

라피더스는 위기를 타파하기 위해 2나노미터(nm) 공정 개발에 힘을 싣고 있다. 현재 140명 이상의 라피더스 기술자들이 미국 뉴욕주 알바니 나노텍 콤플렉스에서 미국의 다국적 기술 기업 IBM 연구진과 공동 개발을 진행 중인 것으로 알려졌다. 지난해 12월에는 라피더스의 홋카이도 치토세 팹에 네덜란드 ASML의 극자외선(EUV) 리소그래피 장비 10대가 투입되기도 했다.

시범 생산은 오는 4월로 예정돼 있으며, 이후 오는 6월에는 브로드컴에 2나노 공정 시제품이 본격적으로 공급된다. 브로드컴은 시제품 성능 평가 후 데이터센터용 반도체 등 양산 위탁을 검토할 예정이다. 향후 브로드컴의 수주를 따낼 경우 라피더스는 구글, 메타 등 브로드컴 고객사에 반도체를 공급할 수 있게 된다.

파운드리업계의 '2나노 경쟁'

다만 라피더스가 실제로 2나노 공정을 앞세워 시장에서 입지를 다질 수 있을지는 미지수다. 파운드리업계의 핵심 플레이어들이 2나노 공정 개발에 총력을 다하고 있기 때문이다. 현재 2나노 공정 경쟁에서 선두를 차지하고 있는 기업은 대만 TSMC다. TSMC의 2나노 공정 양산 수율(생산품 대비 정상품의 비율)은 현재 60%를 초과한 것으로 알려졌다. 통상 양산 수율이 50%를 넘어서면 상업성을 확보한 것으로 평가되며, 70%에 도달하면 고객사 주문에 따른 대량 생산이 가능하다. TSMC는 고객사 검증 단계를 거쳐 올해 하반기 2나노 공정 양산을 시작할 것으로 알려졌다.

삼성전자도 연내 2나노 공정 가동을 목표로 속도를 높이고 있다. 삼성전자 파운드리사업부는 지난해 4분기부터 화성 사업장에 있는 파운드리 라인 'S3′에 2나노 생산라인을 구축하기 위해 장비를 반입하기 시작했다. 미국 텍사스주 테일러시에 짓고 있는 파운드리 공장 역시 2나노 공정 중심으로 생산 전략을 바꿨다.

관건은 수율이다. 현재 삼성전자의 2나노 공정 수율은 TSMC의 절반 수준인 것으로 알려졌다. 2022년 6월 세계 최초로 차세대 기술로 평가받는 게이트 올 어라운드(GAA)를 3나노 공정에 선제적으로 도입했지만, 여전히 수율 확보에 난항을 겪고 있는 것이다. GAA는 반도체를 구성하는 트랜지스터 게이트(전류가 드나드는 문)와 채널(전류가 흐르는 길)이 닿는 면을 4개로 늘린 공정 기술로, 닿는 면이 3개였던 핀펫(FinFET) 공정 대비 데이터 처리 속도가 빠르고 전력 효율이 높다는 장점이 있다. TSMC는 올해 2나노 공정부터 GAA를 도입한다.