한국 반도체산업 전망과 파운드리 반도체 투자 2025년

2022~2023년 코로나 이후 수요 불균형과 경기침체로 주춤 했던 반도체 산업은 2024년부터 조금씩 반등하기 시작했으며, 2025년도에는 성장세를 이어갈 것으로 예상됩니다. 이는 생성형 AI와 데이터센터 수요 폭증에 힘입어 기록적인 실적을 보이고 있습니다.

특히 한국 반도체산업은 메모리 반도체에서 세계 최정상 수준의 경쟁력을 보유하고 있고, 시스템 반도체(비메모리) 분야에서도 파운드리 등을 통해 영향력을 확대 중입니다.

파운드리: 위탁생산 시장의 성장

시스템 반도체 분야에서는 파운드리(위탁생산)을 중심으로 논리칩 수요가 꾸준하게 증가했고,2024년 논리 IC 매출은 제품군 중 최대 비중을 차지했고, 메모리가 그 뒤를 이었습니다. 엔비디아,애플,퀄컴 등 팹리스 기업들의 고성능 프로세서 수요가 늘면서, 대신 제조하는 파운드리 산업의 중요성이 더욱 커졌습니다.

한국은 메모리 초강대국 지위를 유지함과 동시에 시스템 반도체 경쟁력을 확보하기 휘해 정부와 기업이 대규모 투자를 이어가고 있습니다. 2024년말 기준 주요 10대 반도체 기업의 합산 시가총액이 1년 새 93% 급증한 6.5조 달러에 달했을 정도로 투자열기가 뜨거웠고, 2025년도 에는 AI 반도체 호재로 반도체 산업 전반의 성장이 예상되고 있습니다.

 

1.시스템 반도체와 메모리 반도체란?

반도체는 데이터를 기억하는 반도체인 메모리 반도체, 명령을 수행하는 시스템 반도체(비메모리 반도체)로 나뉘는데,반도체 시장의 80%나 되는 비중을 시스템 반도체가 차지하고 있습니다.이러한 환경 속의 한국 반도체산업은 시스템 반도체 분야인 파운드리 시장의 경쟁력 확보를 위한 지속적인 대규모 투자가 이루어지고 있습니다.

 

2.파운드리란?

반도체 설계 기업(팹리스)이 설계한 칩을 대신 제조해주는 반도체 위탁생산 서비스 산업을 말합니다.

전세계 반도체 생산량의 약60% 이상이 이런 파운드리를 통하여 만들어지고 있으며,현재 TSMC(대만) 기업이 파운드리 분야에서 독보적인 1위 자리를 지키고 있습니다. 2위는 삼성 파운드리(삼성전자)로 약 9.3% 수준이지만, TSMC와의 격차가 커 고전하고 있습니다.

 

2025년 글로벌 파운드리 시장 점유율 및 주요 특징

순위	기업명	국가	시장 점유율	특징 및 동향
1	TSMC	대만	64.9%	AI 및 고급 스마트폰 수요 증가에 힘입어 3nm 및 5nm 공정 가동률이 최고 수준 도달. 분기 매출 약 268.5억 달러.
2	삼성전자 파운드리	대한민국	9.3%	3nm 수율 및 고객 확보 문제 지속. 주요 고객 주문 감소로 전분기 대비 매출 1.4% 하락. 분기 매출 약 32.6억 달러.
3	SMIC	중국	6.0%	미국 수출 규제로 7nm 이하 공정에 제약 있으나, 12인치 캐파 확대와 제품 믹스 최적화로 매출 증가. 분기 매출 약 22.1억 달러.
4	UMC	대만	5.2%	성숙 공정 중심, 소비자 전자 제품 수요 회복 영향. 웨이퍼 출하 안정적, 매출 약 18.7억 달러.
5	GlobalFoundries	미국	4.8%	자동차 및 산업용 반도체 수요 확대 수혜. 매출 약 18.3억 달러 기록.

 

파운드리 산업은 대규모 투자가 지속되는 분야입니다. 미세공정 전환과 팹 증설에 막대한 비용이 들기 때문에, TSMC와 삼성전자는 연간 수조수십조 원대 설비투자를 이어가고 있습니다. 또한 인텔이 파운드리 시장 재진출을 선언하며 성장 중인데,TSMC를 추격하겠다는 목표를 가지고 미국 정부 지원 아래 인텔이 파운드리 2위 자리를 노리고 있어, 2025년 이후 파운드리 판도는 삼성 vs 인텔의 2위 경쟁 구도가 전개될 가능성이 있습니다. 파운드리 시장은 이러한 주요 플레이어들의 첨단 기술 경쟁과 설비 투자전쟁으로 당분간 고성장이 지속될 전망입니다.

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삼성파운드리: 도전과 과제

삼성파운드리는 세계 2위 파운드리로서 TSMC에 이어 유일하게 5nm 미만 초미세공정을 구현한 기업이지만, 아직까지 기술 격차와 사업적 어려움을 극복해야 하는 과제들이 있습니다. 삼성은 2022년 세계 최초로 3나노미터 GAA 공정 양산을 발표하며 TSMC보다 반년가량 앞섰으나, 낮은 수율과 제한된 고객사로 인해 실질적 성과는 크지 않았습니다. 

 

TrendForce 보고서에 따르면 삼성의 3nm 공정은 2023년 말까지 수율이 한자릿수(10% 미만)에 머물렀고, 2024년 2분기에 가까스로 약 20% 수준까지 개선되었고, 이는 일반적으로 양산에 필요한 60% 수율에 훨씬 못 미치는 수치로, 이 때문에 삼성은 자사 모바일 AP 조차 적기에 생산하지 못해 샘플 공급이 지연되는 상황이 있었으며 3nm 수율 부진이 길어지자 삼성은 평택 P4 신공장의 초기 계획을 수정하여, 원래 파운드리 라인으로 투입하려던 설비를 HBM 등 메모리 생산에 우선 배정하는 등 한마디로 찾아오는 파운드리 고객이 없어 신규 팹을 메모리 중심으로 돌리는 결정을 하였음을 보고했습니다.한편,TSMC의 3nm 공정 수율은 80~90%로 순항하고 있어 삼성과의 격차가 큰 상황입니다.

 

그럼에도 삼성은 장기 로드맵을 포기하지 않고 파운드리 포럼에서 2nm 공정을 2025년 양산하고 1.4nm는 2027년 출시하겠다는 로드맵을 발표했습니다.새로운 기술도 도입하여 성능을 높이고, 파운드리 고객 유치를 위해 디자인 기술지원 확대, 포트폴리오 강화 등을 진행중이며, 삼성파운드리 부문을 대대적으로 개편하고 대만 출신 인력도 영입하는 등 수율 향상 TF 팀을 만들었습니다. 이러한 노력의 결과로 2025년 하반기에는 삼성 3nm 공정을 활용한 칩 양산이 늘어나고, 주요 고객사를 다시 확보할 수 있을지가 관건입니다.초미세 공정 외에도 삼성은 기술 신뢰성 확보와 수율 개선으로 고객 신뢰를 되찾는 것이 2025년 현재 가장 시급한 과제라 할수 있습니다.

 

1.왜 나노(nm)공정이 중요한가?

소형화 : 더 많은 트랜지스터를 동일 면적에 집적할 수 있어 칩 성능이 향상된다.

 

고성능: 전류 흐름 경로가 짧아져 연산 속도가 빨라진다.

 

저전력: 트랜지스터 크기가 작아져 전력 소비와 발열이 줄어든다.

2. 나노공정이 어려운 이유

•  미세화될수록 양산 수율(불량률)이 낮아짐
•  고가의 정밀한 장비를 필요 → ASML기업의 EUV 장비 독점
•  회로가 너무 작아져 전류 누설(leakage) 문제가 증가
•  칩 설계와 제조 복잡도 상승 → 설계비용 증가

 

정리하자면, 나노공정은 더 작게, 더 빠르게, 더 적은 전력으로 만들기 위한 기술의 집약체이며 TSMC,삼성전자,인텔 등이 이 기술을 놓고 글로벌 경쟁 중입니다

반도체 나노공정 세대별 비교표

공정 세대	출시 시기	대표 기업	주요 특징
14nm	2014~2015	인텔, 삼성	FinFET(핀펫) 구조 도입
10nm	2017	삼성, TSMC	모바일용 AP에 활용
7nm	2018	TSMC	EUV 일부 도입 시작
5nm	2020	TSMC, 삼성	EUV 본격 도입, 고성능 모바일 칩 사용
3nm	2022~2024	삼성, TSMC	삼성: GAA 구조 세계 최초 도입
2nm	2025 예정	TSMC, 삼성	GAA 구조 본격화, 전력·성능 향상
1.4nm	2027 예정	삼성	차세대 공정 준비 중

주요 기술 용어

• FinFET (핀펫): 트랜지스터를 입체적으로 세워서 전류 흐름을 더 잘 제어하는 기술 (14~5nm까지 사용)
• GAA (Gate-All-Around): 채널을 게이트가 사방에서 감싸는 구조로 3nm부터 도입
• EUV (Extreme Ultraviolet): 극자외선 노광 기술로 미세회로를 정밀하게 그릴 수 있는 기술. 7nm 이후 필수

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반도체 8대공정: 칩 제조 프로세스의 이해

 

반도체 칩은 수백 단계를 거치는 복잡한 공정으로 만들어지지만,크게 핵심을 추려보면 8대 공정으로 요약됩니다.8대 공정은 반도체 업계 종사자뿐 아니라 투자자도 기본 개념을 알아두면 산업을 이해하는데 도움이 됩니다.

8대 공정은 실제 팹 에서 수백 회의 공정 사이클로 반복되며 반도체 칩이 제조됩니다. 특히 미세공정일수록 포토 및 식각 공정이 여러 차례 반복됩니다. 복잡한 반도체 제조 프로세스는 정밀 장비와 공정 통제 기술이 핵심이며, EUV 노광장비(ASML), 증착/식각 장비(AMAT, 램리서치 등) 같은 장비 업체가 산업의 중요한 축을 담당하고 있습니다. 8대 공정에 대한 이해는 반도체 밸류체인을 파악하는 기초가 되며, 투자자라면 어느 부분에서 병목이나 기회가 있는지도 가늠할 수 있습니다.

반도체 8대 공정 요약표

공정명	설명
웨이퍼 제조	고순도 실리콘을 잉곳으로 성장 후 슬라이스하여 웨이퍼를 만듬. 연마 후 300mm 또는 450mm 지름의 웨이퍼 완성.
산화 공정	웨이퍼 표면에 SiO₂ 산화막 형성. 절연막 역할을 하며 열산화 방식으로 처리함.
포토 공정	포토레지스트(PR) 도포 후 자외선으로 패턴 형성. 회로 모양을 웨이퍼에 인쇄하는 핵심 공정.
식각 공정	노출되지 않은 부분의 박막을 플라즈마나 화학액으로 제거. 회로 형상을 정교하게 구현.
증착 & 이온 주입	절연막, 금속막 증착 및 도핑 불순물 주입으로 트랜지스터 특성 부여. 공정 핵심 단계 중 하나.
금속배선 공정	구리 등 금속으로 배선을 형성하고 층간 절연과 평탄화 작업 반복. 다층 배선 구조 완성.
EDS 공정	다이별 전기적 특성 테스트를 통해 양품과 불량품 선별. 후공정 비용을 절감할 수 있음.
패키징 공정	칩을 자르고 외부와 연결 후 몰딩으로 보호. 고급 패키징 기술(CoWoS 등)도 포함됨.

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TSMC vs 삼성: 기술 격차와 경쟁 구도

 

파운드리 1위 TSMC와 2위 삼성전자 간의 기술 격차는 반도체 업계의 뜨거운 이슈입니다. 한때 삼성전자가 14nm FinFET 시절 TSMC와 경합했으나, 2018년 7nm 공정부터 TSMC가 애플 등을 확보하며 격차가 벌어지기 시작했습니다. TSMC는 이후 5nm, 4nm에서 업계 최초 양산을 기록했고 3nm역시 안정적인 양산으로 애플에 칩을 성공적으로 공급했습니다. 반면 삼성은 7nm에서 EUV 도입은 빨랐으나 수율 문제로 주요 고객을 잃었고, 5nm도 제한된 물량만 생산했습니다.

 

가장 최신 세대인 3nm 노드를 보면, TSMC는  수율 70~80% 수준으로 순항한 반면, 삼성의 3nm 초기 수율은 10~20%대에 불과했고,심지어 삼성전자가 자체 개발한 모바일 AP 엑시노스의 3nm 생산도 TSMC에 맡길 것을 검토할 정도로 격차가 드러난 상황이었습니다. TSMC의 N3E 공정 수율은 2024년 말 시점 80% 중반~90%에 달한다는 소식까지 전해지며 양사 기술격차가 쉽게 좁혀지지 않고 있습니다. 기술격차는 단순 수율뿐 아니라 공정 완성도와 다양성에서도 나타난다. 이에 비해 삼성은 아직 3nm 파생 공정이 명확치 않고, GAA의 강점을 살린 특화 솔루션도 부족한 실정입니다.

 

다만 삼성의 추격 가능성도 아직은 충분하다. 삼성은 3nm에 이어 2nm 공정을 2025년 양산 계획으로 TSMC와 동일한 시기에 맞춰놓았으며,삼성은 GAA 경험이 있는 만큼 2nm에서는 수율을 끌어올려 재도약을 노리고 있습니다. 또한 TSMC는 주로 모바일/HPC 중심 포트폴리오인 데 반해, 삼성은 모바일 외 자동차용 반도체, 5G RF칩 등 다양한 고객층을 공략 중이며,삼성은 테슬라 자율주행칩, 삼성전기 5G 모뎀 등을 수주한 바 있고, 소니 이미지센서 등 일부 제품도 생산하며 적용 분야를 넓히고 있습니다. 이런 강점 분야에서는 기술격차가 상대적으로 적어 삼성도 경쟁력을 발휘할 여지가 있습니다.

 

요약하면, 현재까지 TSMC는 미세공정 양산성 측면에서 약 1~2년 앞서 있으며, 시장 점유율도 압도적입니다.

삼성의 2nm 성공 여부와 TSMC의 2nm 진입 속도가 기술격차 변곡점이 될 전망입니다. 또한 양사 모두 초미세 공정의 공정 한계에 직면하면서, 결국 TSMC vs 삼성의 경쟁은 단순 미세화 속도뿐 아니라 종합적인 기술 역량과 생태계 구축의 싸움이며, 2025년 현재는 TSMC가 우위에 있으나 삼성도 대규모 투자와 연구개발로 격차 축소를 노리고 있는 상황입니다.

TSMC 주가, ASML 주가: 투자 지표로 본 반도체

 

TSMC 와 ASML(네덜란드) 은 글로벌 반도체 핵심 기업으로, 2024~2025년 주식시장에서 큰 관심을 받았다. TSMC 주가는 2024년 한 해에만 89.9% 상승하여 투자자들에게 놀라운 수익률을 안겨주었습니다. 이는 동일 기간 지수 상승률 3배에 달하는 기록적 상승하였고, TSMC가 AI 붐에 따른 수탁생산 수요 급증으로 인한 최대의 수혜주였음을 보여주었습니다. 실제로 엔비디아의 AI칩 주문 폭주, 애플의 3nm 칩 양산 등이 겹치며 TSMC는 사상 최대 실적을 기록했고, 주가는 2024년 내내 강세를 보였다. 이러한 현상 2025년 초까지 이어져, TSMC 주가는 1월에 추가 7% 이상 상승하는 등 사상 최고가 경신 흐름을 보여주었습니다.

2025년 5월 초 현재 TSMC의 ADR 주가는 약 $179 선으로, 전년 말 대비 20%가량 추가 상승한 상태입니다.

 

반면, ASML 주가 흐름은 TSMC와 다소 대조적입니다. ASML은 전 세계 단 하나뿐인 EUV 노광기 공급업체로서 기술적 독점력을 지니고 있지만, 2024년에는 주가 조정기를 겪었습니다. 특히 2024년 하반기 6개월간 30% 가까이 급락하며 유럽 시총 1위 자리도 잠시 내주기도 했습니다. 이는 메모리 업황 부진과 미중 갈등 속 중국 매출 제한 등으로 노광장비 신규 주문이 주춤했던 영향으로 해석됩니다. 하지만 ASML의 장기 성장성에 대한 시장 신뢰는 여전히 견고합니다. ASML 경영진은 2024년 2025년 매출은 300~350억 유로(최대 +25% 성장)를 전망하며 업황 반등에 대한 자신감을 내비쳤습니다. 실제 2025년에는 글로벌 반도체 업체들의 설비투자가 재개되며 반도체 제조장비 시장 규모가 전년 대비 7% 증가한 1,210억 달러에 이를 것으로 전망되는데, 이 흐름에서 EUV 장비 수요도 다시 확대될 가능성이 높습니다. 2025년 들어 ASML 주가는 600유로대 중후반에서 안정적으로 움직이며(시가총액 약 $2800억 수준) 향후 수주 모멘텀이 재개되기를 기다리는 모습이다. 주가 측면에서 보면, TSMC와 ASML 모두 2024년에 조정 받은 후 2025년 재도약 기대를 받고 있다는 공통점이 있습니다. 다만 TSMC는 실적 급증에 따른 주가 급등으로 단기과열 논란도 있는 반면, ASML은 조정 후 저점 매수 기회를 노리는 장기투자자들의 관심이 이어지고 있습니다.

 

두 기업 모두 반도체 투자 포트폴리오에서 빠지지 않는 핵심 종목이다. TSMC는 파운드리 업황의 바로미터이고, ASML은 장비 투자의 바로미터라 할 수 있다. 2025년 들어서도 AI, 5G, 전장 반도체 등의 호황이 이어진다면 TSMC 실적과 주가는 추가 상승 여력이 있을 것으로 평가됩니다. ASML 역시 EUV 독점 지위로 향후 몇 년간 매출 두자릿수 성장이 예상되고, 2030년까지 440~600억 유로 목표 매출을 제시하는 등 낙관적 장기전망을 내놓고 있습니다.

투자자 입장에선 TSMC-ASML 양대 종목이 글로벌 반도체 생산 생태계를 양쪽에서 지탱한다는 점을 기억해야 합니다. 다만 2025년에도 변수는 존재하는데, 경기 둔화나 미중 갈등 심화로 반도체 수요가 예상보다 축소된다면 두 기업 주가도 변동성이 커질 수 있습니다. 현시점에서 TSMC와 ASML은 각각 파운드리와 장비 분야에서 독보적 지위를 누리는 만큼, 반도체 호황 국면에서 매력적인 투자 대상임은 분명합니다.

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