TSMC는 2나노·난야는 D램…대만 반도체 ‘AI 증설 러시’

[이데일리 송재민 기자] 대만 반도체 업체들이 인공지능(AI) 수요 확대를 발판으로 파운드리와 메모리 생산능력을 동시에 늘리고 있다. TSMC가 2·3나노 첨단 공정 증설을 앞당기는 가운데 D램 후발주자인 난야테크놀로지도 범용 D램 호황으로 확보한 수익을 EUV 공정과 신규 공장에 쏟아붓는다. 삼성전자는 파운드리와 D램 양쪽에서, SK하이닉스는 메모리 시장에서 대만 업체들의 추격에 대응해야 하는 상황이다.

난야의 LPDDR 제품. (사진=난야테크놀로지)

7일 대만 현지 매체 등에 따르면 TSMC는 엔비디아·AMD·브로드컴 등 주요 고객사의 주문 증가에 대응해 일부 5나노 생산라인을 3나노로 전환하고 있다. 이에 따라 3나노 월 생산능력은 당초 예상보다 2~3개월 빠른 연말 18만장에 이를 전망이다. 2나노 생산능력도 연말 월 10만장에서 2028년 18만장까지 확대될 것으로 예상된다.

TSMC는 올해 자본지출 계획도 기존 500억달러 수준에서 600억~640억달러로 높였다. AI 반도체 수요가 데이터센터용 가속기뿐 아니라 스마트폰과 자동차, 휴머노이드 로봇 등으로 확산하자 선제 증설을 통해 첨단 파운드리 지배력을 굳히려는 전략이다.

메모리 분야에서는 세계 D램 시장 점유율 1.6%인 난야가 창사 이래 최대 투자에 나섰다. 난야는 2029년까지 대만 신규 D램 공장 ‘팹 5A’에 최대 3466억대만달러(약 15조2000억원)를 투입한다. 시장 상황에 따라 단계적으로 증설하면 총투자액은 최대 160억달러까지 늘어날 수 있다.

투자 재원은 삼성전자·SK하이닉스·마이크론 등 ‘D램 빅3’의 공정 전환 과정에서 발생한 범용 D램 특수로 마련했다. 빅3가 HBM과 DDR5 등 고부가 제품에 생산 자원을 집중하면서 DDR4 공급은 감소한 반면 산업용과 서버·PC용 수요는 유지돼 가격이 급등했다.

난야는 범용 D램에서 번 돈으로 첨단 D램 시장 진입을 노린다. 팹 5A에 EUV 노광장비를 도입하고 10나노급 1b·1c·1d·1e 공정을 순차적으로 적용할 예정이다. 전체 매출의 약 10%에 그치는 DDR5 비중을 늘리고 모바일용 LPDDR5도 하반기 고객사 인증에 나선다. 2027년 하반기부터 웨이퍼 생산을 시작해 월 생산능력을 2029년 3만5900장, 이후 최대 4만5000장까지 확대한다.

TSMC의 미국 애리조나 공장.(사진=TSMC)

대만 업체들의 동시 증설은 메모리와 파운드리를 함께 영위하는 삼성전자에 양면 압박으로 작용할 전망이다. 삼성전자는 TSMC와 2나노 수주 경쟁을 벌이는 동시에 중국 CXMT와 난야의 범용 D램 추격에도 대응해야 한다. 삼성전자는 평택 4공장에 신규 D램 라인을 구축하고 HBM4와 고용량 DDR5 공급을 늘리는 한편, 2나노 공정 수율 안정화와 대형 고객 확보에도 속도를 내고 있다.

SK하이닉스 역시 HBM 우위를 지키면서 후발 업체의 범용 D램 증설을 경계해야 한다. SK하이닉스는 청주 M15X의 양산 일정을 앞당기고 2027년 초 용인 반도체 클러스터 1기 공장의 클린룸을 열 계획이다. 올해 투자 규모도 40조원 후반대로 예상된다.

업계 관계자는 “TSMC는 첨단 파운드리의 우위를 강화하고 난야는 범용 D램 호황을 발판으로 선단 공정 진입을 시도하고 있다”며 “국내 업체들도 HBM과 첨단 공정 투자뿐 아니라 후발 업체의 생산능력 확대에 따른 범용 D램 시장 변화까지 함께 대비해야 한다”고 말했다.