대만 TSMC가 5나노미터(㎚·10억분의 1m) 3세대 공정 기술 ‘N4P’를 공개했다. 삼성전자와 치열한 초미세 파운드리 기술 경쟁에서 다양한 5나노 서비스 제품군을 확보하며 우위를 선점하겠다는 전략이다.

27일 TSMC는 5나노 공정의 업그레이드 버전인 ‘N4P’를 개발하고 내년 하반기 양산 라인에 본격 적용한다는 공식 자료를 냈다. 5나노 2세대 ‘N5P’에 이은 새로운 5나노 공정으로, 기존 공정보다 생산 효율성과 집적도를 개선한 것이 특징이다.

회사는 N4P 공정이 기존 5나노 공정(N5)보다 11% 성능이 올랐고, 4나노 공정 대비 6% 성능 개선이 있다고 설명했다. 또 기존 공정보다 전력 효율이 22% 나아졌고, 트랜지스터 집적도는 6% 향상됐다고 밝혔다.

N4P에서는 공정 비용 및 시간 줄이기를 모색한 것도 눈에 띈다. TSMC는 "공정에 필요한 마스크 수를 줄이면서 복잡성을 줄이고 시간도 절약할 수 있게 됐다"고 소개했다.

또 기존 5나노 공정 고객사가 N4P를 수월하게 활용할 수 있도록 새로운 설계자산(IP), 아키텍처 등을 제공한다고 밝혔다. TSMC와 협력사가 모인 '오픈 이노베이션 플랫폼'에서 이 작업이 활발하게 이뤄지고 있는 것으로 보인다. TSMC의 N4P를 활용한 첫 제품은 내년 하반기께 생산될 것으로 내다봤다.

TSMC는 고객사 칩을 대신 생산해주는 파운드리 세계 1위 업체다. 극자외선(EUV) 초미세 노광 기술을 활용한 TSMC 5나노 공정은 지난해 3분기 처음 매출이 발생해, 올 3분기에는 전체 매출의 18%를 차지하는 등 점차 5나노 양산 비율이 올라가고 있다.

특히 TSMC는 네덜란드 ASML이 독점 생산하는 EUV 노광기 확보에 사활을 걸고 있는 것으로 알려진다. ASML은 1,500억원을 호가하는 EUV 노광기를 매년 30~40대씩 생산하는데, 이 가운데 매년 절반가량을 TSMC가 가져가면서 현재 80대 가량 EUV 노광기를 확보하고 있는 것으로 알려진다.

회사는 대만 타이난 지역에 위치한 ‘팹18’ EUV 인프라를 확장하며 내년 하반기 3나노 파운드리 서비스 양산도 앞두고 있다.

최첨단 3나노 기술과 함께 5나노 이하 공정 업그레이드를 지속 진행하면서 다양한 파운드리 서비스 제품군과 생산 능력을 확보하는 전략으로 풀이된다. TSMC 측은 "5나노, 4나노, 3나노 공정에 이어 N4P까지 추가되면서 고객사가 다양한 선택을 할 수 있다"며 자신감을 보였다.

한편 TSMC 뒤를 바짝 쫓는 삼성전자와 기술 경쟁도 격화할 것으로 보인다. 삼성전자는 최근 열린 '2021 삼성 파운드리 포럼' 행사에서 내년 하반기로 예상됐던 3나노 파운드리 적용을 내년 상반기로 당겨 적용한다고 밝혔다.

또 2025년부터 2나노 공정으로 반도체를 양산한다고 밝혀 TSMC와 초미세 파운드리 접전을 예고했다.