글로벌 반도체기업들의 파운드리 미세화 공정 경쟁

 오늘날 반도체는 연산력을 필요로 하는 모든 기기에 탑재되며 제품의 품질을 좌우하기 때문에 그 중요성이 커지고 있다. 스마트폰으로부터 자동차, 첨단 군사무기에 이르기까지 이들의 성능을 반도체가 좌우한다.
 반도체 산업에서 파운드리(Foundry)는 반도체의 디자인을 전문으로 하는 팹리스(Fabless) 기업으로부터 제조를 위탁 받아 반도체 제조를 전문으로 하는 생산 전문기업이다. 대만의 TSMC(Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd), UMC(United Microelectronics Corporation), 미국의 글로벌 파운드리, 중국의 SMIC(Semiconductor Manufacturing International Company) 등이 대표적이다. 종합반도체(Integrated Device Manufacturer: IDM) 중 일부는 자사의 반도체뿐만 아니라 다른 기업의 반도체를 생산하는 파운드리 기능을 함께 수행하기도 하는데 삼성전자, 인텔은 모두 IDM이면서 파운드리 기능을 갖고 있다[1].
 2020년 발생한 코로나 바이러스19로 인해 반도체 부족현상이 심화되어 파운드리 매출이 급증하였다. TSMC는 2022년 3분기부터 삼성전자를 누르고 세계 매출 1위의 반도체업체에 오르면서 파운드리가 미래 산업의 핵심 요인으로 주목받고 있다. 전기차와 자율주행차, 사물인터넷, 인공지능 등 첨단기술 분야에서 필요로 하는 시스템 반도체를 생산해주는 파운드리 산업은 고도성장을 이어갈 것으로 예상되기 때문이다[2]. TSMC와 삼성전자는 부가가치가 높은 7나노(nm) 이하의 파운드리 미세공정에 주력하고 있고, 인텔도 파운드리 시장에 진입하여 미세공정을 구현하겠다고 선언하여 파운드리 업계의 미세화 공정이 심화되고 있다.
 본 고에서는 파운드리 시장 현황을 살펴보고 TSMC, 삼성전자, 인텔 등 글로벌 반도체 3장의 미세화 공정 경쟁을 분석한 다음 우리에게 주는 시사점을 도출하고자 한다.

 시장조사기관 IC인사이츠에 따르면 세계 반도체 파운드리 시장은 2016년 577억 달러에서 2020년 873억 달러로 성장했고 2025년 1,512억 달러로 급증할 것으로 전망되고 있다. 2022년 글로벌 파운드리 시장 규모는 1,321억 달러로, 2021년보다 20% 커질 것으로 전망된다[3].

[표 1] 세계 파운드리 시장 업체별 점유율

<자료> Trendforce, “Total Revenue of Top 10 Foundries Fell by 4.7% QoQ for 4Q22 and Will Slide Further for 1Q23”, 2023. 3. 13.

 세계 파운드리 시장은 [표 1]과 같이 대만의 TSMC가 50%가 넘는 점유율로 압도적인 1위, 삼성전자가 2위, 대만의 UMC가 3위, 미국의 글로벌 파운드리가 4위, 중국의 SMIC가 5위로 세계시장을 장악하고 있다. 첨단 모바일 AP칩, 시스템 로직 반도체 등에 필요한 5나노 이하급 초미세 패터닝 공정이 필요한 반도체칩 양산은 TSMC와 삼성전자 양사뿐이다. TSMC는 2019년에 비해 코로나 바이러스 펜데믹 영향으로 오히려 점유율이 상승하였다. 라이벌인 삼성전자는 미세화 공정으로 TSMC를 추격하고 있으나 시장점유율은 오히려 떨어졌다[4].
 반도체 공정은 반도체 칩 회로 선폭의 기준을 나노미터 단위로 분류해 크게 첨단 미세공정과 전통(legacy) 공정으로 구분된다. 첨단 미세공정은 스마트폰용 애플리케이션 프로세서(AP) 같은 초소형ㆍ고성능ㆍ전전력 반도체를 7나노(nm), 5나노, 3나노 공정에서 생산한다. 전통공정에서는 차량용 반도체, 센서 등 단가와 전력효율이 중요한 저사양 반도체를 14나노, 28나노, 65나노, 180 나노 공정에서 제조한다.
 2022년 기준 TSMC의 7나노 미만 초미세공정 매출이 54%, 전통공정 매출 비중은 46%로 균형을 이루고 있다. 반면, 파운드리 세계 2위 삼성전자는 7나노 이하 초미세공정 중심이다. 세계 3위인 대만 UMC, 4위 미국의 글로벌 파운드리, 5위 중국의 SMIC 등은 막대한 투자비 및 기술이 요구되는 초미세 공정을 포기하고 레거시 공정에만 주력한다. 최첨단부터 오래된 공정까지 모두 다루기 때문에 고객사가 많고, 시스템반도체 업황 변동에 신속하게 대처할 수 있다는 장점이 있기 때문이다[5].
 파운드리 업계 1위인 TSMC는 1987년 설립되어 고객의 제품을 위탁받아 제조하는 순수 파운드리 모델을 개척했다. 자체적으로 반도체 제품을 설계, 제조 또는 판매하지 않고, 파운드리에만 집중하고, 고객과 경쟁하지 않는다는 운영방식으로 고객들의 신뢰를 얻었다. 그래픽 처리장치(graphics processing unit)의 경쟁기업인 앤비디아와 AMD(Advaced Micro Device), 핸드폰 칩의 퀄컴과 미디어텍, 무선네트워크 칩의 브로드컴과 리얼텍(realtek) 등 라이벌 업체들이 자사의 첨단 제품을 TSMC에 안심하고 발주하게 되었다[6]. TSMC는 2021년 8월 시가총액 기준으로 중국의 텐센트를 제치고 아시아 시가총액 1위 기업이 되었다[7]. 주요 고객으로 애플(25.9%), 미디어텍(5.8%), AMD(4.4%), 퀄컴(3.9%), 브로드컴(3.8%), 엔비디아(2.8%), 소니(2.5%). 마벨(1.4%), 자일링스(Xilinx) 등 팹리스 업체뿐만 아니라, 텍사스 인스트루먼트(TI), NXP, 인피니언, ST마이크로일렉트로닉스 등 세계 대다수 반도체 업체를 고객으로 두고 있다[8].
 삼성전자는 메모리반도체 세계 1위, 파운드리 2위, 스마트폰 세계 2위, 생활가전, 디스플레이, 통신장비 등을 제조하는 반도체 및 종합전자업체이다. 1983년에 반도체사업을 시작했고, 1999년 256M DRAM을 양산한 이후로 메모리반도체 세계 1위를 고수해왔다. 파운드리 시장이 커지자 2005년부터 새로 파운드리 분야에 진입하여 2017년 시스템반도체사업부로부터 파운드리 사업부가 분사하여 출범했다. 고객 다변화를 지속적으로 추진하고 있는데, 기존 파운드리 매출의 2/3을 차지하는 모바일 칩 위주에서 벗어나 HPC(High Performance Computing; 고성능 컴퓨팅), 차량용 반도체, 5G 이동통신, 사물인터넷 등 고성능 저전력 반도체 시장을 적극 공략할 방침이다. 최근 들어 생산품 대비 정상품 비율인 수율을 개선했고, 퀄컴, 테슬라, 시스코, AMD, 구글 등 대형 고객을 확보하고 있다[9].
 세계 파운드리 3위 업체인 UMC는 대만 최초의 반도체업체로 국책연구기관인 ITRI(Industrial Technology Research Institute; 대만공업기술연구원)에서 분사하여 1980년 설립되었다. UMC는 파운드리 사업과 집적회로 웨이퍼 제조를 주력 사업으로 삼고 있다. 파운드리에서 미세공정은 주로 TSMC가 맡고 UMC는 난이도가 낮은 14나노 이상의 공정을 주로 분담하고 있다. UMC는 차량용 반도체 세계 1위 독일 인피니언사에 차세대 차량용 메모리 반도체를 공급할 예정인데, 싱가포르에 있는 UMC 40나노 공정에서 생산될 예정이다[10].
 세계 4위인 미국 글로벌 파운드리는 2008년 AMD가 제조부문을 분사시키며 탄생한 회사이다. 분사 후 AMD는 팹리스로 발전했으며 글로벌 파운드리의 주요 고객이 되었다. 글로벌 파운드리는 첨단 미세공정은 포기하고 센서, 차량용 반도체 등 미세화 공정이 필요하지 않은 전통공정에 주력하고 있다. 최근 스위스 ST마이크로일렉트로닉스와 합작하여 프랑스에 공장을 조성 중이다.
 세계 5위 중국 SMIC는 2000년 중국 정부의 주도 하에 설립된 중국 최대의 파운드리 업체로 “제2의 TSMC”를 목표로 TSMC 출신들이 경영 및 기술 개발을 주도하고 있다. 수출에서는 미국의 제재를 받고 있지만 중국 정부의 막대한 지원금과 풍부한 자국 내 수요 덕분으로 빠르게 성장하고 있다. 28나노 이상 전통공정에 역량을 집중하면서도 미세 공정 개발에 힘을 쏟아 2022년 14나노 설비를 구축했다[11].

 TSMC, 삼성전자, 인텔이 앞다투어 미세화 공정을 추구하는 것은 회로가 얇아질수록 한 공정에 많은 반도체를 찍어낼 수 있으며, 더 작은 등급으로 갈수록 소모 전력은 줄고 전기신호가 빨라져 작고 고성능 전자제품을 만들 수 있고 가격을 인상할 수 있기 때문이다. [표 2]에 따르면 3나노에서 7나노까지의 미세공정 비율은 2021년 31%에서 2025년 43.5%로 성장하고 2027년 46.8%까지 증가할 전망이다[12]. 초미세 공정 기반의 반도체칩으로 갈수록 원가가 상승되는 폭이 매우 커져서 시장 가격도 예상보다 더 높게 형성된다. 무어의 법칙에 따르면 공정이 진보할수록 칩 가격은 인하되어야 하지만, 실제로는 공정 원가가 높다보니 칩 가격도 인상된다[13].

[표 2] 세계 파운드리 공정별 생산 비중 전망(%)

<자료> 옴디아/조선일보, “3나노전쟁 본격화, 구글 TSMC 대신 삼성 택했다”, 2022. 8. 30.

 그러나 미세 공정은 패터닝하기 힘들고 비용이 많이 소요된다. AMD가 TSMC 미세공정을 적용한 CPU(Central Processing Unit; 중앙처리장치)를 판매했으나 10나노 공정을 적용한 인텔에 완패한 것은 미세공정이 고비용ㆍ저효율을 초래해 고도화 성능 향상이 다다를 수 있다는 것을 보여주는 사례이다[14].
 TSMC와 삼성전자는 7나노, 5나노, 3나노 그리고 2나노 이하급으로 계속 미세화 경쟁을 진행되고 있다. 3나노 공정은 반도체 제조 공정 가운데 가장 앞선 기술이다. 삼성전자는 2022년 6월 GAA(Gate-All-Around)를 적용한 3나노 공정 양산에 성공했으며, TSMC는 2022년 12월 말 3나노 양산을 개시했고, 인텔은 4년 내 2나노 반도체 초미세공정 구현 로드맵을 발표했다.

1. 인공 신경망 기반 등화기의 작동 원리  TSMC는 7나노 및 5나노 생산 능력을 최초로 제공한 파운드리이며, 극자외선(EUV) 리소그래피 기술을 대량으로 상용화했다. 2020년 6월부터 애플이 Mac 컴퓨터 라인업을 ARM 기반 프로세서로 전환함에 따라 5나노 ARM 프로세서를 생산하고 있다[15].
 2022년 4분기 기준 7나노 이하 첨단 공정의 매출 비율이 54%를 차지했으며. 특히 최첨단 반도체를 생산하는 5나노 공정이 32%로 가장 큰 부문을 차지하고 있다. R&D 성과로는 3나노 기술에서 2022년 N3E 기술의 플랫폼 지원을 확립했고, HPC 및 SoC(System on Chip) 애플리케이션에 대해 위험 생산을 시작했으며, 2023년 하반기 양산 예정이다. 2022년 12월 기존 핀펫(Fin Field-Effect-Transistor: FinFET) 트랜지스터 구조의 3나노 양산을 공식화했다. TSMC는 2023년 상반기 3나노급, 2024년 하반기 2나노급 양산을 목표로 하고 있다[16].
 시장조사 업체 가트너에 따르면, AI, 자율주행차 등에 쓰이는 최첨단 반도체를 생산하는 7나노 이하 공정에서 TSMC의 점유율은 90%로 삼성전자를 크게 앞서고 있으며, TSMC는 애플ㆍ인텔ㆍ퀄컴ㆍ미디어텍ㆍ엔비디아ㆍ브로드컴ㆍAMD 등 7개 글로벌 기업을 3나노 공정 고객으로 확보했다[17]. 애플이 기존 M2칩을 개량한 M3칩을 TSMC의 3나노에서 생산하여 향후 출시될 Mac PC에 탑재할 예정이다. TSMC의 3나노 공정에서는 이전 5나노 공정 대비 30% 이상의 소비전력 절감, 10-15% 이상의 성능 향상이 예상되는데, 트랜지스터의 아키텍처 자체는 계속 FinFET 구조를 사용하므로, 결국 이 공정의 양산 가능성은 이전에 비해 30% 이상 줄어든 선폭(linewidth)을 갖는 FinFET, 특히 Fin 형태의 매우 얇은 채널을 얼마나 정밀하게 제조하는지에 달려 있다[18]. 또 4나노 이하의 공정에서는 전압 제어 신뢰도가 저하될 수 있다는 단점이 있다. FinFET의 구조적인 문제에 대응하기 위해 TSMC는 2024년 이후 2나노 공정 이후부터는 GAAFET 기술을 채용할 계획이다. TSMC의 2나노 기술은 2022년부터 기술 개발을 집중하여 베이스라인을 설정하고, 수율 학습, 트랜지스터 및 상호 연결 R/C 성능 개선 및 신뢰성 평가 등을 거쳤으며 주요 고객사는 IP(Intellectual Property; 지적재산권) 설계를 완료하고, 실리콘 검증을 시작했다[19].
 TSMC는 엔비디아ㆍ시놉시스ㆍASML과 협력해 최첨단 파운드리 공정인 2나노 이하 기술 개발에 속도를 내고 있으며, 이들 기업은 리소그래피 분야에서 협력을 강화하고 있다. 미국의 시놉시스는 전자설계자동화(EDA) 업체로 소프트웨어 프로그램을 지원하며, ASML은 극자외선(extreme ultraviolet: EUV) 노광장비를 제조해 공급한다. GPU 칩 설계 업체인 엔비디아는 가속 컴퓨팅 기술을 지원하여 TSMC의 2나노 기술 개발을 돕고 있는데, 쿨리소(cuLitho)라는 라이브러리 기술을 통해 기존 리소그래피보다 최대 40배가량 성능을 높여 관련 작업을 수행할 수 있다[20].

2. 삼성전자  삼성전자는 2005년부터 파운드리 사업을 시작하였고, 2017년 시스템LSI사업부로부터 파운드리 사업부를 분리시켰다. 2019년 2월 화성캠퍼스에서 EUV 전용라인을 착공했고, 2020년 9월 화성 V1라인을 본격 가동하기 시작했다. EUV 기반 3나노 공정기술을 공개했으며, EUV 기반 7나노 공정제품을 개발했다. 2020년 화성 팹 S3라인에서 EUV 기반 6나노 공정 제품을 양산하기 시작했다. 2021년에는 시스코의 차세대 통신용 칩셋을 수주하였고, 구글로부터 AP를 수주했다[21].
 2019년 4월 세계 최초 EUV 기반 7나노 파운드리 양산을 시작했다. 2021년 11월에는 미 테일러시에 신규 파운드리 라인 투자를 시작했다. 2022년 6월 세계 최초로 GAA 기술을 적용한 3나노 파운드리 공정 기반의 양산을 시작했다. GAA는 반도체를 구성하는 트랜지스터에서 전류가 흐르는 채널 4개 면을 게이트가 둘러싸는 형태다. GAA 구조는 게이트가 채널의 모든 면을 감싸면서 채널 조정 능력을 극대화할 수 있고 이를 통해 데이터 처리 속도와 전력 효율을 높일 수 있다[22]. 삼성전자 3나노 GAA 1세대 공정은 기존 5나노 핀펫 공정과 비교해 전력을 45% 절감하고 성능을 23% 향상시켰다. 고성능 컴퓨팅(HPC)용 시스템 반도체를 초도 생산한 데 이어 모바일 SoC 등으로 확대해 나갈 예정이다. 삼성전자는 공정을 꾸준히 업그레이드하여 2024년 3나노 GAA 2세대 공정을 계획하고 있다. 2세대 공정은 같은 기준으로 전력 50% 절감, 성능 30% 향상, 면적 35% 축소 등의 효과를 기대하고 있다. 그동안 하이케이 메탈 게이트(High-K Metal Gate), 핀펫(FinFET), 극자외선(EUV) 등 신기술을 도입해 빠르게 성장해 왔으며 GAA 기술을 적용한 3나노 공정 서비스도 세계 최초로 제공하였다. 앞으로도 차별화된 기술을 개발하고 공정 성숙도를 높이는 시스템을 구축해 나갈 방침이다[23].
 2023년에 들어와 삼성전자는 4나노 2세대와 3세대의 안정적인 수율을 확보하여 4나노 공정에서 경쟁기업인 TSMC의 수율을 따라잡고 있다. 2023년 2분기 기준으로 삼성전자 시스템 반도체 사업의 첨단공정인 3나노, 4나노, 5나노 파운드리 수율은 70~90%로 2022년보다 큰 폭으로 개선되었다. 삼성전자는 안정적 수율을 바탕으로 고객사 확장에 속도를 더해 파운드리 시장에서 영향력을 확대할 것으로 예상된다[24].
 삼성전자는 2023년 가을 출시될 예정인 구글 스마트폰 픽셀8에 탑재되는 “구글 텐서3” 칩을 4나노 3세대 공정으로 생산할 예정이고, 5나노 공정에서도 미국 암바렐라, 독일 인공지능 반도체 전문기업 비딘티스 등을 고객으로 유치하였다. 삼성전자는 3나노 고객으로 엔비디아, 퀄컴, 구글, IBM, 바이두, 판세미(중)를 확보했는데, TSMC보다 낮은 가격을 제시하여 파운드리 시장점유율 확대를 꾀하고 있다. 삼성전자가 3나노 공정부터 GAAFET 기술을 채택하고 TSMC는 2나노부터 GAAFET을 채용한다면 FinFET 이후 공정에서 삼성전자가 기술 격차를 벌린다면 차세대 공정 수율 경력이 확보될 것이고, 고객사를 많이 확보할 수 있는 원동력이 될 것이다[25].
 한편, 삼성 파운드리 사업의 취약점 중 하나인 생산 능력 부족을 만회하기 위해 “쉘 퍼스트”(Shell First) 전략을 추진하고 있다. 기존에는 주문을 받고 이를 위한 제조 시설을 지었는데 비해, 앞으로는 제조 시설을 먼저 짓고 주문을 받는 방식으로 변경했다. 삼성전자는 쉘 퍼스트 전략을 통해 2027년까지 파운드리 생산 능력을 2022년보다 3배 이상 확대할 계획이다[26].

3. 인텔  인텔은 반도체 설계 및 제조를 전문으로 하는 종합반도체기업(IDM)으로 CPU, 메인보드 칩셋, 네트워크 카드, 집적 회로, 플래시 메모리, 그래픽 프로세서, 임베디드 프로세서 등을 제조한다. 1969년 설립된 이래 반도체업계의 최강자로 군림해왔다. 1971년 최초의 마이크로프로세서 ‘인텔4004’를 출시했으며 PC에 CPU를 탑재해 마이크로소프트 소프트웨어 윈도즈와 함께 장착되어 ‘윈텔(Wintel)’ 시대를 열었다. 그러나 인텔 CEO 폴 오텔리니는 모바일폰용 칩을 만들어 달라는 애플의 제안을 거절했는데 후에 오텔리니는 “아이폰이 틈새시장에 머물것으로 오판했다”고 고백했다[27].
 2013년 취임한 브라이언 크르자니크 CEO는 모바일과 자율주행차에 집중했으나 성과를 거두지 못했고, 14억 달러의 경비 감축을 위해 2016년 회사 총원의 10%인 12,000명을 감원하여 기술 인력이 대거 이탈하였다. 또 ASML이 개발한 EUV 장비 도입을 연기함에 따라 기술력이 급격히 저하되었다. 2018년 취임한 재무통 밥 스완 CEO도 기술을 등한시하여 제조공정 기술력이 뒤지면서 위기는 더욱 심화되었다[28].
 인텔은 2006년부터 애플에 X86 계열 CPU를 공급해 왔으나, 2020년 11월부터 애플이 자체 CPU M1칩을 맥 PC에 탑재함으로써 최대 고객을 잃게 되었다[29]. 구글, 마이크로소프트, 아마존, 메타, 테슬라 등도 애플의 반도체 개발에 자극받아 자체 개발로 선회하면서 타격을 받고 있다. 특히, AMD가 가성비 탁월한 CPU ‘라이젠’(Ryzen) 브랜드로 인텔의 아성을 위협하였고, 엔비디아가 GPU 분야에서 두각을 나타나면서 인텔의 권위는 크게 떨어졌다[30].
 인텔은 2021년 2월 CEO를 기술전문가인 팻 겔싱어(Pat Gelsinger)로 교체하였고, 2021년 3월 파운드리 사업을 재개하여 2030년까지 파운드리 2위로 도약하겠다는 목표를 내걸었다. 미 오하이오주 및 애리조나주에 파운드리 공장을 건설하고, 독일의 마그데부르크(Magdeburg)에 170억 유로 규모의 반도체 팹 2곳을 2023년 상반기에 착공하여 2027년에 가동할 계획이다.
 처음에는 22나노 공정으로 시작하고 향후 7나노로 업그레이드할 예정이다. 이를 위해 ASML의 신형 극자외선(EUV) 노광기 초도 생산분을 전량 확보했다. EUV 공정은 선폭이 나노 수준인 초미세 반도체 회로를 새기는 기술이다. 기존 불화아르곤(ArF) 빛보다 파장이 1/14 짧아 반도체 공정 중 가장 앞서 있다[31].
 2023년 4월 인텔은 반도체 설계업체 ARM과의 파트너십 체결을 발표했다. 글로벌 파운드리 시장을 공략하고자 인텔파운드리서비스(IFS)은 ARM과 협력해 인텔의 18A 공정을 활용한 모바일용 반도체를 생산할 계획이다[32].
 그러나 인텔의 파운드리 투자에 대해 수익성 부담과 공정 경쟁력 때문에 기대보다는 우려가 앞서고 있다. 매출 감소와 신규 공정 비중 증가에 따라 지출이 늘어나 투자 여력이 제한될 것으로 보고 있으며, 또 생산을 위탁할 계획을 밝힌 고객사도 많지 않고, TSMC 및 삼성전자에 비해 파운드리 미세공정 기술격차도 좁혀지지 않고 있기 때문이다[33].

 글로벌 파운드리 산업은 2020년대 중반까지는 TSMC와 삼성전자가 과점하는 양상을 보이다가 2020년대 말 인텔이 본격적으로 파운드리 공장을 가동해 조금씩 시장점유율을 되찾을 것이다. 인텔은 재무적 한계, EUV 장비 도입의 지연 및 10나노 이하의 미세공정 기술부진, 고객 확보의 제약 등으로 큰 위협이 되기는 어렵고, 막대한 자금력과 미세공정 기술을 갖춘 TSMC와 삼성전자가 좌우할 것이다[34].
 현재 삼성전자는 파운드리에서 기술력이 TSMC에 1~2년 뒤처져 있으나, 3나노 공정부터 세계 최초로 적용하기 시작한 GAA 기술로 TSMC에 앞서고 있다. 최근에는 수율도 높아져서 앞으로 기술격차 및 시장점유율 격차를 좁힐 수 있을 것으로 예상되나 TSMC를 근본적으로 앞서는 것은 매우 어렵다[35].
 첫째, TSMC는 1987년 설립이후 36년 간 파운드리에만 전념하여 R&D 인력 2만 명, 전체 인력이 7만 명 등 축적한 기술력 및 전문인력, 노하우에서 추종을 불허한다. 반면, 삼성전자는 파운드리를 2005년 시작했고 사업부 독립은 5년 밖에 되지 않으며 파운드리 전체 인력도 2만 명에 불과하다. 또 메모리반도체, 스마트폰, 생활가전, 디스플레이, 통신장비 등 사업 분야가 다양해 파운드리 집중 성장에 한계가 있다[36].
 둘째, 파운드리가 발전하기 위해서는 팹리스, 패키징 및 테스트산업 등 후 공정에서 균형 있는 생태계가 필요한데 대만은 팹리스 세계 5위 미디어텍, 7위 노바텍, 8위 리얼텍 외에 후 공정에서도 세계 1위 ASE, 4위 SPIL, 5위 PTI, 9위 ChipMos, 10위 Chipbond 등을 보유해 탄탄한 기반을 갖고 있다. 반면, 우리는 팹리스 분야 세계 시장점유율이 1%에 불과하고 후공정도 허약해 생태계면에서 매우 불리하다[37].
 셋째, TSMC는 높은 수율을 바탕으로 애플, 퀄컴, 엔비디아, AMD 등 대형 고객을 유치하고 있다. 용도별로는 AIㆍ자율주행용 고성능 반도체가 매출의 42%를 기록하면서 스마트폰용 반도체(38%)를 제쳤다. 반면, 삼성 파운드리는 부가가치가 낮은 스마트폰용 반도체 매출 비율이 70%가 넘어 이익면에서 TSMC에 뒤질 수 밖에 없다.
 넷째, 고객주문을 소화할 수 있는 생산 능력이 TSMC가 삼성전자의 3배에 이르며 포트폴리오도 전통적인 레거시 공정 등 훨씬 다양하다. 삼성전자는 고부가가치 제품으로 꼽히는 7나노 이하의 초미세 공정에 집중한다는 전략이지만, 2022년 3분기 기준 초미세 공정 생산 능력은 TSMC가 월 23만 8,000장, 삼성이 5만 5,000장이다[38].
 마지막으로 파운드리 고객에게 필요한 설계자산(IP) 보유량도 TSMC는 4만 개에 이르나 삼성전자는 1만 개에 불과하다. 파운드리는 고객이 반도체 설계도를 가져와 생산을 맡기는 방식으로 기존 반도체의 특허와 설계 방식을 인용해 새로운 반도체를 설계하는데, 이를 위해선 파운드리업체가 해당 IP를 보유하고 있어야 한다[17].
 삼성전자가 TSMC와 경쟁하기 위해서는 미세공정 기술뿐만 아니라 안정적 수율과 고객사 확보가 필요하다. 가격 경쟁력이나 신뢰성 측면에서 동등한 수준에 이르기까지 기술 투자를 계속할 필요가 있다. 또 고객 수를 늘리기 위해 파운드리의 기초가 되는 국내 팹리스 스타트업에 대한 지원을 늘리고, 팹리스 업체의 다양한 IP를 활용해 칩을 양산하는 경험을 쌓아야한다[39].