요약:
인공지능과 고성능 컴퓨팅 칩에 대한 수요가 계속해서 폭발적으로 증가함에 따라 TSMC는 첨단 공정 생산 능력 확장에 속도를 내고 있습니다. 최신 공급망 뉴스에 따르면 TSMC는 2027년에 2나노미터 및 3나노미터 공정 생산 능력을 더욱 확장할 계획입니다. 2나노미터의 확장 속도는 3나노미터의 확장 속도보다 훨씬 높을 것입니다. 2027년 중반이면 2나노미터 월 생산능력은 웨이퍼 약 11만장, 3나노미터 월 생산능력은 웨이퍼 약 21만장까지 늘어날 것으로 예상된다.
현재 계획에 따르면 TSMC의 2나노 월 생산능력은 2026년 말까지 약 9만개, 3나노 월 생산능력은 약 18만개에 이를 것으로 예상된다. 2027년 중반까지 두 가지 첨단 공정의 생산 능력은 각각 110,000개와 210,000개로 증가할 것입니다. 이에 비해 2나노 생산능력은 약 22%, 3나노 생산능력은 약 16% 증가한다.
이는 TSMC가 2nm 공정 용량 증가를 크게 가속화하고 있음을 의미합니다. 2nm는 아직 양산 단계에 진입한 차세대 공정이지만 시장 수요가 3nm보다 빠르게 증가하여 TSMC는 고객 주문을 충족하기 위해 더 많은 리소스를 투자할 수밖에 없습니다.
TSMC의 2나노 공정은 2025년 4분기에 공식적으로 대량 생산 단계에 돌입했습니다. 회사는 이전에 이 공정이 초기 수율이 좋고 2026년에 급격한 생산 확대를 달성할 것으로 예상된다고 밝혔습니다. 2nm는 나노시트 트랜지스터 구조를 채택하는데, 이는 TSMC가 FinFET 이후 트랜지스터 아키텍처의 진화를 더욱 촉진하는 데 중요한 노드입니다.
기존 3나노 공정과 비교했을 때 2나노 공정의 가장 큰 기술적 변화 중 하나는 FinFET에서 서라운드 게이트 트랜지스터 구조인 GAA로의 전환이다. 게이트가 채널을 더욱 완전히 둘러싸게 함으로써 전류 흐름을 제어하는 트랜지스터의 능력이 더욱 향상될 수 있으며 성능, 전력 소비 및 트랜지스터 밀도 간의 균형이 더욱 향상될 수 있습니다.
현재 2nm는 향후 몇 년 동안 TSMC의 가장 중요한 고급 공정 중 하나가 되었습니다. Apple은 TSMC의 2나노 공정을 채택한 최초의 주요 고객 중 하나로 간주됩니다. 차세대 iPhone에 사용되는 고급 칩은 이미 이 프로세스 시대에 진입했습니다. 애플 외에 다른 대형 칩 설계업체들도 점차 2nm로 전환함에 따라 TSMC의 생산능력 압박은 더욱 커질 것으로 예상된다.
AI 칩 수요는 첨단 공정 생산 능력 확대를 이끄는 또 다른 핵심 요소입니다. 최근 몇 년 동안 NVIDIA, AMD 및 기타 AI 칩 제조업체는 더욱 복잡한 가속기와 고성능 컴퓨팅 제품을 계속해서 출시해 왔습니다. 이러한 제품은 컴퓨팅 성능을 향상시키는 동시에 컴퓨팅 성능 단위당 에너지 소비를 줄이기 위해 최첨단 제조 공정을 사용해야 합니다.
3nm에 비해 2nm의 용량 규모는 현재로서는 여전히 작지만 TSMC는 가능한 한 빨리 더 많은 고객을 수용할 수 있는 수준으로 확장하기를 희망하고 있습니다. 현재 계획에 따르면 2nm 월 생산능력은 2027년 중반까지 11만개에 달할 예정이다. 비록 이 수치는 3nm의 21만개에 비하면 여전히 낮지만, 둘 사이의 격차는 줄어들기 시작했습니다.
동시에 TSMC는 3나노미터 생산 확장을 늦추지 않았습니다. 2027년 중반에는 월간 3나노미터 생산능력이 약 21만개에 이를 것으로 예상된다. TSMC는 대만 및 대만 이외의 여러 생산 기지에서 3나노미터 제조 역량을 확장하고 있습니다. 이 중 미국 애리조나주의 두 번째 웨이퍼 팹도 3나노 공정을 채택할 예정이며, 2027년 하반기 양산을 시작할 것으로 예상된다.
TSMC의 대만 남부 생산 기지도 3nm 생산 능력을 추가하고 있습니다. 회사는 앞서 타이난사이언스파크에 3나노 웨이퍼 팹을 신규 증설하겠다고 밝힌 바 있으며, 2027년 상반기 양산에 들어갈 예정이다. 또 일본 구마모토의 두 번째 웨이퍼 팹도 3나노 공정을 적용해 2028년 양산을 시작할 예정이다.
미국 애리조나주의 첨단 공정 레이아웃은 TSMC의 글로벌 생산 전략에서 중요한 부분이다. 생산을 시작한 1차 팹 외에도 2차 팹 건설도 완료돼 2027년 하반기 3nm 양산을 시작할 예정이다. 이를 통해 TSMC의 3nm 공급 역량이 더욱 확대되고 일부 첨단 칩 생산이 미국에서 직접 완료될 수 있게 된다.
TSMC는 3nm 생산 능력을 더욱 확장하기 위해 대만의 기존 생산 장비 일부를 조정하고 원래 5nm 공정에 사용되었던 장비를 3nm 생산으로 전환하고 있습니다. 이러한 방식으로 TSMC는 새로운 팹에 전적으로 의존하지 않고도 고급 공정 웨이퍼의 생산량을 더 빠르게 늘릴 수 있습니다.
이번 생산능력 조정은 칩 시장의 수요구조 변화를 반영하기도 합니다. 스마트폰 시장의 성장은 지난 몇 년 동안 둔화되었으며 일부 보급형 및 중급 휴대폰 칩에 대한 성숙한 프로세스에 대한 수요가 감소한 반면 AI, 고성능 컴퓨팅 및 고급 스마트폰은 고급 프로세스에 대한 수요를 지속적으로 증가시켰습니다. 따라서 일부 오래된 공정 장비를 고급 노드로 전환하면 전체 생산 시스템의 자원 활용 효율성을 향상시킬 수 있습니다.
TSMC는 현재 웨이퍼 제조 능력에 대한 압박을 받고 있을 뿐만 아니라 첨단 패키징도 AI 칩 공급을 제한하는 중요한 고리가 됐다. AI 가속기는 HBM 고대역폭 메모리와의 대규모 통합이 필요하기 때문에 최근 몇 년 동안 CoWoS와 같은 고급 패키징 기술에 대한 수요가 급격히 증가했습니다. TSMC도 웨이퍼 제조 능력을 늘린 뒤 패키징 공정에 제약을 받지 않기 위해 첨단 패키징 생산 능력을 지속적으로 확대하고 있다.
향후 몇 년 동안 TSMC의 고급 프로세스 경로는 계속해서 더 작은 노드로 발전할 것입니다. 회사는 1.4nm A14 공정을 추진하기 시작했으며 2028년 양산을 달성할 계획입니다. 최근 공급망 뉴스에서는 TSMC가 1.4nm 공정의 시험 생산 및 양산 시간을 더욱 앞당길 수도 있지만 구체적인 일정은 여전히 팹 건설 및 공정 개발 진행 상황에 달려 있습니다.
동시에 2nm 자체는 초기 버전에 머물지 않을 것입니다. TSMC는 N2P 등 2nm 파생 공정을 계획하고 A16을 추가로 출시했습니다. N2P는 원래 N2를 기반으로 성능과 전력 소비를 더욱 향상시키는 반면, A16은 TSMC의 Super Power Rail 후면 전원 공급 장치 기술을 도입하여 복잡한 신호 경로와 높은 전원 밀도를 갖춘 고성능 컴퓨팅 및 칩에 더 적합합니다.
전체 산업 트렌드 관점에서 TSMC는 현재 향후 3나노미터, 2나노미터, 1.4나노미터로 구성된 지속적인 첨단 공정 계층을 형성하고 있다. 3nm는 향후 몇 년 동안 계속해서 대규모 고급 칩 생산 작업을 수행할 것이며, 2nm는 점차 플래그십 스마트폰 프로세서, AI 가속기 및 고성능 컴퓨팅 칩의 핵심 제조 노드가 될 것입니다.
2nm 생산능력 증가율은 3nm 증가율을 초과하는데, 이는 TSMC가 시장 수요에 따라 자본과 제조 자원을 재분배하고 있음을 보여줍니다. 2027년에는 2nm 수율이 지속적으로 향상되고 더 많은 고객 제품이 양산에 들어가면서 이 공정의 생산능력 비중은 더욱 높아질 것으로 예상된다.
현재 증설 계획이 순조롭게 시행된다면 TSMC는 2027년 중반까지 약 2nm 웨이퍼 11만장, 3nm 웨이퍼 21만장의 월간 생산능력을 갖추게 된다. AI 인프라 구축 붐을 겪고 있는 글로벌 반도체 산업의 경우, 이는 최첨단 로직 칩의 공급 규모를 대폭 확대하고 첨단 공정 제조 분야에서 TSMC의 선도적 위치를 더욱 공고히 할 것입니다.
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