[K-반도체 전략] 삼성, 시스템 반도체에 171조 투입…“P3도 내년 완공”

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대만 TSMC 독주 제동 '시장 1위 도약' 승부수
종전 계획서 38조↑…파운드리 공정 R&D 가속
P3, 파운드리 라인·D램 메모리 '초격차' 거점
5나노·극자외선 공정 도입에 40조 투입 관측

# 삼성전자가 시스템 반도체 투자를 대폭 확대한다. 당초 계획보다 38조원이 늘어난 171조원을 2030년까지 투입한다. 또 단일 공장 기준 세계 최대 규모인 평택 3라인(P3) 건설에 본격 착수하기로 했다. '2030년 시스템 반도체 1위'와 '메모리 초격차' 달성을 위한 카드를 꺼내든 것으로, 전 세계 반도체 공급망 재편이 화두로 떠오른 가운데 삼성이 국내 제조 기반 강화에 나서 주목된다.

삼성전자는 13일 평택캠퍼스에서 열린 'K-반도체 전략 보고대회'에서 2030년까지 시스템 반도체에 171조원을 투자하겠다고 밝혔다.

171조원은 2019년 '시스템 반도체 비전 2030' 발표 당시 수립한 133조원보다 38조원이 증가한 금액이다.

삼성은 “시스템 반도체 리더십 조기 확보를 위해 투자 계획을 확대했다”며 “첨단 파운드리 공정 연구개발과 생산라인 건설에 더 박차를 가할 방침”이라고 설명했다.

구체적인 자금 사용 계획은 공개되지 않았다. 하지만 삼성은 파운드리를 포함한 시스템 반도체 경쟁이 치열해져 투자를 확대하고, 첨단 파운드리 공정 구축에 대규모 금액을 사용할 것으로 관측된다.

실제로 이날 삼성은 P3 건설에 본격 착수해 내년 하반기 완공할 계획이라고 밝혔다. P3는 현재 평택에 건설 중인 삼성의 신규 반도체 팹이다. 반도체 공장은 건물을 먼저 세운 후 생산할 제품과 규모에 맞게 설비를 갖추고 이후 가동하는 과정을 거친다. 삼성이 내년 하반기 P3를 완공하겠다는 것은 설비 투자 계획이 일정 수준 완성됐다는 뜻이다.

업계에 따르면 삼성전자는 P3에 파운드리 라인과 D램 메모리를 구축할 방침으로 전해졌다. 파운드리는 5나노 공정 도입이, D램은 극자외선(EUV) 공정이 예상된다.

5나노는 지금까지 상용화된 파운드리 공정 중 가장 앞선 기술이다. 파운드리 시장 1위 대만 TSMC와 삼성전자만 확보하고 있다. 5나노 공정을 활용하면 7나노 대비 로직 면적을 25% 줄일 수 있다.

EUV는 기존 액침불화아르곤(ArF)의 광원보다 파장의 길이가 짧아(10분의 1 미만) 반도체에 미세 회로 패턴을 구현하는데 유리한 노광 기술이다. 반도체 성능과 생산성을 향상시킬 수 있다. 하지만 공정 개발이 어렵고 EUV 노광장비가 1대에 1500억원에 달해 진입장벽이 높다. 이는 역으로 후발주자를 따돌릴 수 있다는 의미다.

삼성전자는 P3를 통해 시스템 반도체는 업계 선두에 오르고, 메모리는 후발주자를 따돌리는 '초격차' 전략을 펼 것으로 관측된다.


P3의 총 생산능력은 12인치 웨이퍼 투입량 기준 월 30만장으로 예상된다. P3 투자 금액 역시 역대 최대 규모를 기록할 것으로 전망된다.

P3 길이는 약 700m로 연면적은 70만㎡(21만평)에 달한다. 단일 반도체 생산 라인 가운데 세계에서 가장 큰 규모다. 30조원을 투자해 만든 P2(400m)보다도 1.75배 커 P3 투자금은 P2를 웃도는 40조원 안팎에 이를 것이란 분석이다.


[K-반도체 전략] 삼성, 시스템 반도체에 171조 투입…“P3도 내년 완공”

삼성전자가 정부의 K 반도체 전략 발표에 발맞춰 시스템 반도체 투자 강화와 P3 건설 계획을 꺼낸 것은 정부의 반도체 산업 육성 의지에 발맞춘 측면도 있지만 미래 시장을 위해서다.

삼성이 2030년 세계 1위를 목표로 내건 시스템 반도체의 경우 대만 TSMC가 파운드리 시장에서 독주하고 있다. 또 인텔은 재건을 위해 기술 투자 강화를 천명했다. 여기에 미국과 중국 등에서 반도체를 국가 안보와 연관 깊은 전략 산업으로 다루면서 경영 환경은 더 복잡해졌다.

또 메모리 시장은 1위를 지키고 있지만 삼성전자는 후발주자들의 거센 도전을 받는 상황이다. D램 미세화나 낸드 적층화 등 차세대 제품 개발은 점점 더 어려워져 개발 속도가 더딘 반면에 하이닉스, 마이크론은 삼성보다 먼저 차세대 제품들을 개발하며 가속도를 내고 있다.

삼성은 격변의 시기로 판단하고, 보다 과감한 승부수를 던진 것으로 풀이된다. 김기남 삼성전자 부회장은 “지금 대한민국의 반도체 산업은 거대한 분수령 위에 서 있고 대격변을 겪는 지금이야 말로 장기적인 비전과 투자의 밑그림을 그려야 할 때”라며 “우리가 직면한 도전이 크지만 현재를 넘어 미래를 향해 담대히 나아갈 것”이라고 말했다.

삼성전자가 시스템 반도체 투자를 확대함에 따라 조만간 미국 투자도 결정될 지 관심이 쏠린다. 삼성전자는 미국 오스틴에 파운드리 팹을 두고 있다. 삼성전자는 시스템 반도체 사업 강화를 위해 오스틴 증설 투자를 준비했지만 미 당국과 인센티브 등 세제 지원 문제를 논의하느라 최종 의사 결정이 미뤄졌다.

오는 21일(현지시간) 미국 워싱턴 D.C에서 한미정상회담이 열리고, 경제사절단에 김기남 삼성전자 부회장이 함께할 것으로 알려졌다. 조 바이든 대통령은 반도체 수급 불안을 해소하기 위해 미국 내 반도체 생산 강화를 추진하고 있어 삼성전자 투자가 가시화될 것으로 예상된다.

윤건일기자 benyun@etnews.com