반도체 기술이 더욱 진보된 노드를 향해 나아가면서, 2나노미터(N2) 공정이 글로벌 주조 산업의 중심으로 부상하고 있습니다. 이 경쟁에서 선두를 이끄는 것은 바로 TSMC로, 많은 사람들에 의해 그 행보가 주목받고 있습니다. 공급망 보고서에 따르면, TSMC는 2025년 1분기 말까지 2나노미터 공정의 시험 생산을 성공적으로 마무리하며 수율 기대치를 뛰어넘었으며, 그 해 후반에 대량 생산에 필요한 강력한 기반을 마련했습니다. 한편, 삼성 또한 2나노미터 공정에서 진전을 이루고 있지만 TSMC와의 격차는 여전합니다.

TSMC의 2나노미터 공정은 Gate-All-Around(GAA) 나노 시트 트랜지스터 기술을 활용하여, 기존의 FinFET 아키텍처와는 다르게 모든 네 면에 트랜지스터 구조를 포장함으로써 성능과 에너지 효율을 크게 향상시킵니다. TSMC에 따르면, 3나노미터(N3) 프로세스와 비교해 2나노미터는 동일한 전력 상태에서 성능이 대략 15% 향상되며, 트랜지스터 밀도는 15% 증가하고, 전력 사용은 25%에서 30%까지 감소한다고 합니다. 또한 SRAM 밀도도 진보하여 3nm의 33.55Mb/mm²에서 38Mb/mm²에 도달해 고성능 컴퓨팅(HPC)과 스마트폰 SoC에 귀중한 기술을 제공하고 있습니다. 특히, TSMC의 신주 보산(Fab 20) 공장에서의 2025년 초 시험 생산 수율은 무려 90%를 초과, 양산에 필요한 임계값인 70~80%를 훨씬 웃돌아 매우 인상적입니다. 이 성과는 주로 메모리 제품을 기반으로 하지만, TSMC의 뛰어난 프로세스 최적화 역량을 잘 보여줍니다. 대량 생산을 위해 TSMC는 2024년에 ASML의 EUV 리소그래피 기계를 30대 주문했으며, 2025년에는 최첨단 고 수치 조리개(High-NA) EUV 리소그래피 기계를 포함해 35대를 추가로 구매할 계획입니다. 이러한 장비를 통해 TSMC는 2025년 후반기 2nm 칩 생산을 확장하여 연말까지 월 50,000 웨이퍼의 생산량을 2026년까지 120,000에서 130,000 웨이퍼 사이로 증가시킬 계획입니다.

2나노미터 공정은 많은 업계 거인들의 관심을 끌고 있습니다. 애플은 향후 맥, 아이패드, 아이폰 17 시리즈를 위하여 예정된 M5 칩과 A19 Pro 칩에 이 공정을 통합하는 최초의 기업 중 하나가 될 것으로 예상되며, 한편 엔비디아, AMD, 퀄컴과 같은 기업들은 인공지능 및 고성능 컴퓨팅 시장의 수요를 충족시키기 위해 적극적으로 용량을 협상 중에 있습니다. 이를 위해 TSMC는 가오슝(Fab 22)에 두 개의 2나노미터 시설을 건설하여 시장 수요를 충족시키고, 현재 세 번째 시설의 건설을 고려하고 있습니다.

반대로 삼성의 2나노미터 공정 진행 상황은 다소 뒤쳐져 있습니다. 삼성은 GAA 기술을 활용하여 2025년 11월, 최초의 2나노미터 칩인 Exynos 2600을 대량 생산하고, 2026년 갤럭시 S26 시리즈를 통해 배포할 예정입니다. 한국의 보고서에 따르면, 삼성의 2나노미터 파일럿 생산 수율은 연초 20~30%에서 40~50%로 개선되었으나 TSMC와 비교할 때 여전히 큰 격차가 있습니다. 삼성은 더 많은 고객을 유치하기 위해 생산 라인을 최적화하고 전략을 조정 중입니다. 그러나 경쟁이 치열해짐에 따라 TSMC는 2024년 4분기 67.1%의 점유율로 세계 주조 시장을 장악하며 삼성을 크게 앞서고 있습니다.

인텔 또한 2나노미터 시장을 적극적으로 탐색 중이며, 2025년 대량 생산 예정인 18A 프로세스와 함께 이 분야에 박차를 가하고 있습니다. 인텔의 주요 제품, Clearwater Forest는 리본FET 트랜지스터와 백사이드 전력 전달 네트워크(BSPDN) 기술을 사용하여 설계를 완료했습니다. 인텔은 주조 부문에서 약 1%의 적은 시장 점유율을 차지하고 있지만, 기술적 역량은 경쟁력을 증명하고 있습니다. 또한 일본의 신흥 주조 회사 Rapidus는 2025년 4월에 2나노미터 시험 생산을 개시할 계획이며, IBM의 기술을 기반으로 하여 2027년까지 대량 생산을 목표로 하고 있습니다.

2나노미터 공정의 대량 생산은 중요한 기술적 이정표를 의미하지만, 동시에 비용 증가의 원인이 됩니다. TSMC의 2나노미터 웨이퍼 당 가격은 약 $30,000이며, 이는 정교한 장비에 대한 투자와 프로세스 복잡성에 따른 것으로, 3나노미터 공정보다 약 10% 높은 수치입니다. 앞으로 TSMC는 1.4나노미터(A14) 프로세스를 도입할 계획이며, 2028년 대량 생산을 목표로, 웨이퍼 가격은 각각 $45,000에 이르는 것으로 예상됩니다.

업계 동향을 살펴보면, 2nm 공정의 상용화는 TSMC의 시장 지배력을 더욱 강화할 것입니다. 생성 AI와 고성능 컴퓨팅에 대한 수요가 증가함에 따라, 첨단 프로세스가 주조 경쟁의 중심에 자리 잡았습니다. TSMC는 안정적인 수율, 광범위한 고객 기반, 강력한 용량 계획을 통해 2nm 시대의 선두를 유지하고 있습니다. 삼성과 인텔은 모두 기술을 발전시키고 있지만, TSMC의 리더십을 단기적으로 도전하기는 여전히 어려운 실정입니다. 앞으로는 공정 기술이 물리적 한계에 접근하면서, 주조업체들은 비용 관리, 기술 혁신 및 고객 협력의 균형을 맞춰야 할 것입니다.