TSMC가 삼성 발꿈치도 못 따라온다? 반도체 판도를 뒤엎을 '유리기판'의 모든 것 | 가나투데이

전 세계 반도체 파운드리 시장의 60% 이상을 장악하며 절대 강자로 군림해온 TSMC. 그동안 TSMC의 기술 로드맵은 곧 업계의 법이자 표준이었습니다. 하지만 최근 이 견고한 요새에 균열이 가기 시작했습니다. 바로 유리기판이라는 혁신적인 소재가 등장했기 때문입니다. 삼성이 미세공정에서의 열세를 딛고 패키징의 미래라 불리는 유리기판 분야에서 TSMC보다 무려 2~3년 앞선 기술력을 선보이며 전세를 역전시키고 있습니다. 오늘은 왜 전 세계 빅테크들이 유리 한 장에 열광하는지, 그리고 삼성이 어떻게 이 기회를 잡았는지 깊이 있게 파헤쳐 보겠습니다.

1. AI 시대의 필연적 선택, 왜 플라스틱을 버리고 유리를 택했나

수십 년간 반도체 업계는 플라스틱(유기물) 기판을 사용해 왔습니다. 하지만 챗GPT와 같은 생성형 AI의 등장으로 상상을 초월하는 연산 능력이 필요해지면서 기존 방식은 물리적 한계에 부딪혔습니다. 엔비디아의 AI 가속기처럼 수많은 GPU와
고대역폭 메모리(HBM)를 하나로 묶으려다 보니, 열에 취약한 플라스틱은 엿가락처럼 휘어지는 고질적인 문제를 드러냈습니다. 반도체 칩은 열을 받아도 팽창이 거의 없지만, 플라스틱 기판은 6배나 더 많이 팽창하면서 연결 부위가 끊어지는 치명적인 불량을 발생시킵니다.

이러한 열팽창 불균형을 해결할 유일한 대안이 바로 유리입니다. 유리는 반도체 칩과 열팽창 계수가 거의 비슷해 고온에서도 뒤틀림 없이 안정적으로 칩을 지지합니다. 또한 표면이 거울처럼 매끄러워 훨씬 더 가늘고 정교한 회로를 그릴 수 있으며, 전기 신호 손실이 적어 초고속 데이터 통신에도 최적화되어 있습니다. 결국 유리를 쓴다는 것은 에너지 효율, 속도, 신뢰성이라는 세 마리 토끼를 한 번에 잡는 AI 시대의 필수 생존 전략이 된 것입니다.

2. 삼성의 초격차 전략, '수직 계열화'로 TSMC를 압도하다

TSMC가 기존 공정의 성공에 안주하며 계산기를 두드리는 사이, 삼성은 미래를 내다보고 과감한 선제 투자를 감행했습니다. 삼성이 TSMC라는 거대한 산을 넘을 수 있었던 결정적 무기는 바로 그룹 차원의 수직 계열화입니다. 유리기판은 반도체 공정만큼이나 유리를 얇게 깎고 구멍을 뚫는 디스플레이 기술이 핵심인데, 삼성은 이미 스마트폰과 TV를 만들며 세계 정점의 유리가공 노하우를 보유한 삼성디스플레이를 우군으로 두고 있습니다.

삼성전자가 최첨단 칩을 설계하고 삼성전기가 기판을 생산하며, 삼성디스플레이의 공정 기술이 더해지는 이 유기적인 협력 체계는 순수 파운드리인 TSMC가 단기간에 흉내 낼 수 없는 영역입니다. 실제로 삼성은 이미 AMD, 브로드컴, 아마존(AWS) 등 글로벌 빅테크 기업에 유리기판 샘플을 전달해 실질적인 성능 테스트를 진행 중입니다. TSMC가 2027년에야 양산 가능성을 언급하는 동안, 삼성은 2025년 파일럿 라인 가동을 목표로 독주 체제를 굳히고 있습니다.

3. '턴키 서비스'가 만드는 고객사의 강력한 락인 효과

삼성의 또 다른 강력한 매력은 모든 공정을 한 번에 해결하는 턴키(Turn-key) 서비스에 있습니다. 현재 팹리스 기업들이 TSMC를 이용할 경우 칩 생산, 메모리 조달, 기판 패키징을 각기 다른 업체에 맡겨야 하는 복잡한 공급망 관리 리스크를 안게 됩니다. 하지만 삼성은 파운드리부터 메모리, 최첨단 유리기판 패키징까지 하나의 라인에서 완성해 제공합니다.

고객사 입장에서는 단순히 부품을 사는 것이 아니라, 열쇠만 돌리면 바로 시동이 걸리는 완성차를 구매하는 것과 같은 편의성을 누리게 됩니다. 이러한 공급망 통합은 비용 절감뿐만 아니라 제품 출시 기간을 획기적으로 단축해 주며, 이는 속도가 생명인 AI 반도체 시장에서 거절할 수 없는 제안이 됩니다. 2028년 11조 원 규모로 폭발할 유리기판 시장에서 삼성이 설계한 이 거대한 '유리 동맹'이 시장의 주도권을 완전히 가져올 것으로 기대되는 이유입니다.

마무리::

과거 일본 기업들이 LCD의 영광에 취해 있을 때 삼성이 과감히 OLED에 승부수를 던져 시장을 재편했던 역사가 떠오릅니다. 이제 소재는 유리로 바뀌었고, 다시 한번 대한민국 반도체 산업은 거대한 기회의 문 앞에 서 있습니다. 삼성뿐만 아니라 SKC의 앱솔릭스, LG이노텍 등 국내 기업들이 힘을 합쳐 형성한 이 유리 장벽이 TSMC의 아성을 무너뜨릴 날이 머지않아 보입니다.

대한민국 반도체의 새로운 비상, 여러분은 어떻게 생각하시나요? 삼성의 유리기판이 가져올 혁신적인 변화와 미래 가치에 대해 더 궁금한 점이 있다면 댓글로 의견을 나눠주세요!

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