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TSMC (TSM) 스포트라이트: 21세기 금의 파운드리
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반도체 리더
전자기기와 반도체는 세탁기부터 카메라와 스마트폰까지 거의 모든 제품에 들어간다. 이에 따라 반도체 제조업체의 규모와 경제적 중요성도 커졌다.
초기 반도체 산업에서는 미국의 기업들이 주도적인 역할을 했다. 대표적인 기업은 Intel (INTC )와 IBM (IBM )이다. 이후 일본과 대만 등 아시아 지역도 숙련 인력과 제조 기반을 바탕으로 중요한 생산 거점으로 성장했다.
축적된 제조 경험과 연구개발 투자는 아시아 반도체 기업의 장기 경쟁력으로 이어졌다. 다만 반도체 전체 시장과 위탁생산 시장은 구분해야 한다.
첨단 로직 반도체 위탁생산에서 특히 강한 위치를 차지한 기업이 대만의 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, 즉 TSMC (TSM )다.
TSM 가격 차트
정부 주도 이니셔티브
TSMC는 대만의 반도체 산업을 육성하기 위한 정부 주도 사업의 일환으로 1987년 설립됐다. 기술과 인력의 기반은 정부 연구기관인 산업기술연구원(ITRI)이었다.
Texas Instruments (TXN )와 Intel은 초기 합작 투자에 참여하지 않았다. 설립에는 대만 정부, Philips, 민간 투자자들이 참여했다. Philips는 자본과 기술을 제공한 주요 초기 투자자로, 초기 지분은 27.5%였다.
2024년 기준 대만 정부는 국가발전기금을 통해 TSMC 지분 약 6%를 보유했다. 한편 Philips는 2008년까지 TSMC 지분을 전량 매각했다.
모리스 창(Morris Chang) 은 회사 설립을 이끌었다. 중국에서 태어나 Texas Instruments에서 약 25년간 일한 그는 전업 파운드리 사업 모델을 확립한 인물로 평가받는다.
전업 파운드리라는 사업 모델
반도체 기업은 설계와 제조를 모두 수행하는 종합반도체기업(IDM)과 설계에 집중하는 팹리스 기업 등으로 나뉜다. 팹리스 기업은 생산을 외부 파운드리에 맡긴다. 팹(fab)은 반도체 제조공장을 뜻한다.
반도체 제조에는 막대한 설비 투자가 필요하다. 초기에도 수천만 달러가 들었으며, 오늘날 첨단 공장은 훨씬 큰 투자 규모를 요구한다.
출처: eTeknix
반도체 생산은 웨이퍼 가공, 노광, 증착, 식각, 도핑, 열처리, 검사, 패키징 등 여러 공정으로 이루어진다. 파운드리는 전문 공급업체의 장비와 소재를 결합해 공정의 정밀도와 수율을 관리한다.
출처: EITC
설계와 제조를 함께 하는 업체에 생산을 맡기면 고객이 잠재적 경쟁자와 거래하는 문제가 생길 수 있다. 그렇다고 Intel이 모든 팹리스 기업의 설계 권리를 통제했다고 볼 수는 없다.
TSMC는 자체 브랜드의 칩 설계로 고객과 경쟁하지 않고 위탁생산에 집중하는 전업 파운드리 모델을 개척했다.
초기에는 선도 기업보다 공정 기술이 뒤처졌지만, 고객과 경쟁하지 않는다는 원칙이 사업 확대에 도움이 됐다. 고객에는 Broadcom (AVGO ), Apple (AAPL ), Nvidia (NVDA ), AMD (AMD ) 등이 포함된다.
TSMC는 1994년 대만 증시에 상장했으며, 1997년에는 미국예탁증권(ADS)을 뉴욕증권거래소에 상장했다.
기술 거인의 부상
파운드리 시장에서 커진 존재감
연구개발에 대한 지속적인 투자는 TSMC 성장의 중요한 요소였다. 회사는 첨단 장비와 공정 개발에 투자하며 기술 격차를 줄였다.
초기 정부 지원도 산업 기반과 전문 인력을 형성하는 데 기여했다. 정부의 산업정책적 목표와 민간 투자자의 수익 목표가 함께 작용한 구조였다.
시간이 흐르면서 TSMC는 세계 최대 파운드리로 성장했다. 기사에 제시된 과거 시장 추정치에서는 TSMC의 매출 점유율이 59.5%, Samsung이 16.1%였다. 이는 반도체 전체 시장이 아닌 파운드리 시장의 수치다.
출처: Eric Flaningam
2024년 2분기에는 파운드리 매출 점유율이 약 62%로 추정됐다. 점유율은 집계 기관과 대상 기업 범위에 따라 달라질 수 있다.
출처: SemiWiki
첨단 노드 선도
TSMC는 고객과 경쟁하지 않는 생산 파트너에서 첨단 공정의 선도 기업으로 발전했다.
반도체 공정은 흔히 7nm, 5nm, 3nm 같은 노드 이름으로 구분한다. 이 숫자가 칩 전체나 트랜지스터의 특정 부위 크기를 그대로 뜻하는 것은 아니다.
16~28nm보다 성숙한 공정은 흔히 레거시 또는 성숙 공정으로 분류된다. 자동차, 가전, 산업장비, 인프라, 방산 등에 널리 쓰이며 여전히 중요하다. 제품의 수익성은 공정 이름뿐 아니라 용도와 공급 상황에도 좌우된다.
출처: Techovedas
첨단 공정은 스마트폰과 고성능 컴퓨팅에 중요하며 높은 부가가치를 제공할 수 있다. 다만 개발비와 설비비도 크고, 수익성이 모든 성숙 공정보다 항상 높은 것은 아니다.
2024년 당시 TSMC는 3nm 공정을 양산하고 있었으며, 차세대 2nm 공정에 대한 강한 고객 수요를 기대했다.
당시 회사는 2nm 양산을 2025년 하반기에 시작할 계획이었다. Samsung도 2nm와 1.4nm 공정 개발 계획을 추진하고 있었다.
출처: TSMC
Apple과의 협력은 TSMC의 성장에 중요한 역할을 했다. 기사에서 인용한 초기 협력 논의와 실제 iPhone용 칩 양산 시점은 구분해야 한다. 스마트폰, 고성능 컴퓨팅(HPC), 데이터센터는 첨단 반도체 수요를 이끌며 대규모 연구개발과 설비 투자를 뒷받침했다.
출처: TSMC
Apple은 TSMC의 주요 고객이며 Nvidia도 인공지능 반도체 수요를 통해 중요한 고객으로 성장했다. 고객별 매출 비중에 대한 외부 추정은 회사가 공식 공개한 수치와 구분해야 한다.
출처: Moomoo
EUV
첨단 공정의 핵심 기술 중 하나는 극자외선(EUV) 노광이다. 기존 심자외선(DUV) 노광보다 짧은 파장을 활용해 미세한 회로 패턴을 형성한다.
네덜란드 ASML (ASML )은 상용 EUV 노광장비의 유일한 공급업체다.
2019년TSMC는 EUV를 적용한 N7+ 공정의 양산을 시작했다. 모든 7nm 제품에 EUV를 사용한 것은 아니다.
차세대 High-NA EUV는 개구수(NA)를 높여 더 미세한 패턴 형성을 목표로 한다. ASML은 2023년 말 첫 장비의 모듈을 출하했고 Intel이 초기 도입에 참여했다. 장비 반입과 실제 양산 적용은 서로 다른 단계다.
공정이 미세해질수록 설계와 제조의 복잡성도 커진다. 개발비 상승 때문에 성능 개선과 비용 절감의 균형이 중요해진다.
출처: Quatr
중국·미국 공장 및 무역 전쟁
대만의 어색한 외교적 지위
첨단 반도체는 인공지능, 국방, 정보통신 등과 밀접해 전략적 중요성이 크다.
중국 정부는 대만을 자국 영토의 일부라고 주장한다. 미국의 ‘하나의 중국’ 정책은 중국의 주장을 인지한다는 입장과 대만관계법 등을 포함하며, 중국의 주권 주장을 그대로 승인하는 것과는 다르다. 2024년 Joe Biden은미국은 대만 독립을 지지하지 않는다고 밝혔다.
동시에 미국은 대만에 방어용 무기를 제공한다 . 미국은 대만해협의 평화와 안정을 강조해 왔다. 이를 대만에 대한 공격 시 자동으로 참전한다는 확정적 조약상의 약속과 동일시해서는 안 된다.
TSMC가 표적이 될까?
대만의 핵심 산업인 반도체 생산을 이끄는 TSMC는 이러한 지정학적 긴장에 노출돼 있다.
대만은 자체 정부와 제도를 통해 실질적으로 통치되고 있지만 국제적 외교 지위는 복잡하다.
군사적 충돌이 발생하면 공장, 인력, 전력, 물류와 공급망이 모두 영향을 받을 수 있다. 일부 미국 인사들은 침공 시 첨단 제조시설을 중국이 확보하지 못하도록 하는 방안도 거론했다. 이는 확정된 미국 정부 정책을 뜻하지 않는다.
관련 논의에서 Elbridge Colby같은 인사들의 발언이 인용됐다. 개인의 발언과 공식 정책은 구분할 필요가 있다.
출처: Elbridge Colby
TSMC 미국 공장
대만 생산이 중단될 위험에 대응하기 위해 미국은 자국 내 첨단 반도체 제조시설 유치를 추진했다.
이에 따라 TSMC는 2020년 Arizona 공장 건설 계획을 발표했다. 2022년 두 번째 공장 계획을 추가하면서 투자 계획은 400억 달러로 늘었고, 2024년 세 번째 공장 계획을 포함해 650억 달러 이상으로 확대됐다.
출처: TSMC
사업 추진 과정에서는 숙련 인력 확보의 어려움이 있었으며, 대만·미국 직원 간 업무 문화 차이에 대한 보도도 나왔다.
2024년 당시 첫 공장은 2025년 양산을 목표로 준비 중이었다. 이후 회사는 2024년 4분기에 4nm 양산을 시작했다고 보고했다. 당시에는 Arizona 공장의 시험 생산 수율이 대만의 유사 공장보다 높다는 보도도 나왔다.
2024년 발표된 계획에서 두 번째 공장은 2028년 3nm와 2nm 생산을, 세 번째 공장은 2030년 이전 2nm 및 그 이후 공정을 목표로 했다. 건설 및 양산 일정은 변경될 수 있다.
무역 전쟁 부수적 피해
미국은 중국의 첨단 컴퓨팅 및 인공지능 역량에 대한 우려를 이유로 일부 반도체와 관련 장비의 수출을 제한했다.
네덜란드의 EUV 장비 수출허가 제한과 미국의 첨단 연산용 칩·제조장비 규제 등이 포함된다. 모든 첨단 반도체가 일괄적으로 수출 금지된 것은 아니다.
규제는 비중국 공급업체의 경쟁 환경에 영향을 줄 수 있지만, 판매 감소와 공급망 분절 같은 부담도 가져올 수 있다.
중국은 이에 대응해 국내 반도체 제조 역량과 공급망 자립을 확대하려 했다. SMIC과 Huawei 등이 관련 노력의 주요 기업이다.
EUV 없이 미세 공정을 구현하려는 시도와 중국 내 EUV 개발에 대한 보도가 나왔다. 다만 2024년 당시 SMIC의 5nm 상업 양산과 경제성은 확정된 사실로 보기 어려웠다.
중국에서 연구 또는 개발되는 접근법에는 다음이 포함된다. 각각의 기술 성숙도와 목적은 다르다.
- 입자가속기 기반 광원 연구 : 기존 노광장비를 바로 대체하는 상용 기술이 아니라 연구 단계의 접근법이다.
- 국산 노광장비 개발: SMEE 등을 중심으로 장비의 국산화를 추진한다.
- 실리콘 광자 기술: 빛을 이용한 신호 처리·전송 기술로, 노광장비 자체를 대체하는 것과는 다르다.
- 뉴로모픽 반도체 설계: 뇌의 정보처리 방식을 참고하며 일부 인공지능 응용을 목표로 한다.
장기적으로 중국 기업의 기술 발전은 TSMC의 경쟁 환경을 바꿀 수 있다. 중국은 세계 반도체의 중요한 수요처다. 다만 중국에서 조립되는 전자제품용 반도체 수요와 중국 내 최종 소비를 동일시해서는 안 된다. 내수 규모와 정책 지원은 중국 기업의 성장을 도울 수 있지만, 첨단 공정의 기술·장비·수율 격차를 자동으로 해소하지는 않는다.
TSMC 재무 현황
TSMC의 2024년 3분기 매출총이익률은 57.8%로 전년 동기보다 3.5%포인트 높았다. 순이익률은 42.8%였다. 유동성 평가에서는 보유 현금, 차입금, 전체 부채를 각각 구분해야 한다.
기사 작성 당시 주가는 이전 저점 대비 크게 상승한 상태였다. 특정 기간의 과거 상승률이 미래 수익을 보장하지는 않는다.
TSM 가격 차트
TSMC는 2004년부터 현금배당을 지급했다. 배당 이력과 향후 배당정책은 구분해 살펴볼 필요가 있다.
결론
TSMC는 세계적으로 중요한 반도체 위탁생산업체다. 고객과 경쟁하지 않는 사업 모델, 지속적인 연구개발, 제조 기술과 수율 관리가 경쟁력의 기반이 됐다.
Samsung과 Intel 등 경쟁사가 있지만 TSMC는 파운드리 시장에서 가장 큰 매출 비중을 차지했다. 중국 기업의 추격 속도와 기술 격차가 앞으로 어떻게 달라질지는 불확실하다.
투자에는 수요 변동, 높은 설비투자, 경쟁, 지정학적 위험이 따른다. 특히 대만해협의 군사 충돌은 생산과 공급망에 심각한 차질을 일으킬 수 있다.
따라서 투자자는 TSMC의 기술·제조 경쟁력뿐 아니라 고객 수요, 경쟁사의 진전, 해외 공장 운영과 국제 정세도 함께 살펴봐야 한다.
