2025년 2분기, 세계 최대의 파운드리 기업 TSMC(Taiwan Semiconductor Manufacturing Company)가 차세대 공정인 2나노미터(2nm, N2) 기반 반도체의 시범 양산에 돌입했다는 사실이 알려지며, 글로벌 반도체 업계 전반에 강한 충격파를 던지고 있습니다. 이는 TSMC가 2022년 3nm 공정을 본격 양산한 이후 불과 2년 만에 이루어진 성과로, 기술 진보 속도와 공정 전환의 리더십 측면에서 다시 한 번 TSMC의 저력을 확인시킨 계기가 되었습니다.
특히 이번 2nm 공정은 단순한 미세화만이 아니라 트랜지스터 구조의 전면 개편(GAA 적용), 전력 효율의 극적 향상, 차세대 모바일·AI·서버 칩의 경쟁력 강화 등 여러 측면에서 중요한 의미를 갖고 있습니다. 본문에서는 TSMC의 2nm 공정 기술적 특성과 함께, 주요 고객사들의 전략적 반응, 경쟁사인 삼성 파운드리와의 비교를 종합적으로 정리해 봅니다.
1. TSMC 2nm 공정의 기술적 특징
TSMC의 2nm 공정(N2)은 기존 3nm(N3E) 대비 공정 구조 자체가 전환되며 GAA(Gate-All-Around) 트랜지스터 구조를 도입했습니다. 기존의 FinFET 구조에서는 전류 흐름이 제한되어 있었지만, GAA는 전도체를 모든 방향에서 감싸는 구조로 트랜지스터 밀도를 높이고 전류 흐름의 제어도 정밀화할 수 있습니다.
- 트랜지스터 밀도 증가: 3nm 대비 약 15% 향상
- 성능: 동일 전압 기준 최대 10~15% 향상
- 전력 효율: 동일 성능 기준 최대 25~30% 소비 전력 절감
- GAA 구조: Nanosheet 기반, 스택형 구조를 통한 면적 활용 극대화
시범 양산은 TSMC의 대만 신주 Fab 20에서 진행 중이며, 2025년 하반기 일부 고객사 칩의 시험 생산에 적용되고 2026년부터 본격적인 대량 생산 체계에 돌입할 예정입니다. 또한 TSMC는 이를 기반으로 한 N2P(2nm 성숙 공정)도 병행 준비 중으로, 수율 안정성과 설계 다양성 측면에서 더 폭넓은 대응이 가능할 것으로 보입니다.
2. 주요 고객사들의 2nm 대응 전략
TSMC의 가장 충성도 높은 고객은 단연 Apple(애플)입니다. A 시리즈, M 시리즈 칩을 포함한 모든 고성능 모바일 및 노트북 칩을 TSMC에서 독점 생산하고 있으며, 차세대 칩셋 A20, M6 시리즈부터 2nm 공정 적용이 유력하게 거론되고 있습니다.
- Apple: 온디바이스 AI 기능 강화, 배터리 효율 개선, M 시리즈 성능 향상 등을 위해 TSMC와 선계약 체결
- Qualcomm: Snapdragon X 시리즈 및 Windows용 ARM 프로세서 강화에 2nm 공정 도입 예정
- AMD: Zen 6, RDNA 5 아키텍처 일부 고성능 CPU/GPU 제품에 2nm 적용 고려 중
- Intel: 일부 외주 생산 라인을 통해 TSMC 2nm 공정 활용 가능성 (자사 20A 공정 병행)
이 중에서도 Apple은 제품 전략상 발열 억제, 에너지 효율, 소형화 등을 우선시하고 있기 때문에 2nm 공정의 조기 도입을 강력히 추진하고 있는 것으로 보이며, TSMC와의 우선 계약을 통해 초기 물량을 독점할 가능성이 높습니다.
3. 삼성 파운드리와의 2nm 경쟁 구도
TSMC의 2nm 진입은 경쟁사인 삼성 파운드리와의 격차를 더욱 벌릴 수도 있는 요소입니다. 삼성은 2022년 세계 최초로 GAA 기반 3nm 공정을 양산한 업체이지만, 이후 수율 문제와 설계 호환성 문제로 인해 일부 고객사의 이탈이 발생했습니다.
| 항목 | TSMC (N2) | 삼성 파운드리 (SF2) |
|---|---|---|
| 공정 구조 | GAA Nanosheet | GAA MBCFET™ |
| 양산 시기 | 2025 시범 양산 → 2026 대량 양산 | 2025 하반기 대량 양산 목표 |
| 수율 안정성 | 3nm보다 빠른 수율 안정화 예상 | 3nm GAA 수율 문제 지적 지속 |
| 주요 고객사 | Apple, Qualcomm, AMD, Intel 일부 | Samsung전자, Tesla, Google 일부 |
삼성은 MBCFET™이라는 독자적 GAA 구조를 기반으로 전력 누설 억제 기능을 강화하고 있으며, 고성능 컴퓨팅 시장(HPC) 재진입을 노리고 Google, Tesla 등과의 협업을 강화 중입니다. 하지만 아직까지는 TSMC에 비해 수율, 설계 지원 생태계, 고객 신뢰도 등에서 개선이 필요한 상황입니다.
4. 2nm 기술의 산업적 의미와 전망
2nm 공정은 단순히 더 작고 빠른 반도체를 만드는 것을 넘어, 온디바이스 AI 성능 향상, 배터리 지속시간 연장, IoT·엣지 컴퓨팅 기기의 소형화 등 다양한 산업 분야에서의 변화를 가져올 핵심 기술입니다.
특히 AI 연산 전용 NPU, 모바일 AP, 서버 CPU, 자율주행용 프로세서 등 연산 밀도가 중요한 응용 분야에서는 2nm 공정의 도입 시점이 실질적인 성능 지표에 큰 영향을 줄 것으로 예상됩니다. 업계는 2025~2027년 사이에 2nm 기반 칩이 상용화되며, 반도체 산업이 다시 한 번 도약하는 분기점을 맞이할 것으로 보고 있습니다.
5. 결론 – 반도체 기술 패권 전쟁의 다음 장
TSMC의 2nm 시범 양산 돌입은 기술적 성취이자 상업적 전략이 결합된 상징적 사건입니다. GAA 전환, 성능/전력/면적(PPA)의 균형, 주요 고객사 확보 등에서 확실한 우위를 점하고 있는 TSMC는 향후 2년간 반도체 시장의 흐름을 주도할 가능성이 높습니다.
동시에 삼성 파운드리 역시 2nm 경쟁에서 뒤처지지 않기 위해 공격적인 투자와 협력 구조 강화를 이어가고 있으며, Google, Tesla 등 비전통적 반도체 고객들과의 파트너십을 통해 새로운 돌파구를 찾고 있습니다.
결국 이 경쟁은 단순한 기술의 싸움이 아니라, 누가 더 많은 고객사에게 신뢰와 설계 지원, 수율 보장을 제공할 수 있는지에 대한 산업 전체의 생태계 경쟁입니다. 그리고 그 첫 번째 시동이 바로 TSMC의 2nm 시범 양산으로 점화되었다는 점에서, 향후 전개가 더욱 주목됩니다.
TSMC의 2nm 공정 시범 양산과 주요 고객사, 삼성 파운드리와의 경쟁 이슈를 요약한 고해상도 인포그래픽 썸네일입니다. 반도체 기술 콘텐츠에 최적화된 시각 자료로 활용 가능합니다.