반도체 1나노 전쟁 개막 — TSMC 1.6나노 양산 vs 삼성전자 GAA 추격, 2028 결전의 로드맵

‘꿈의 공정’ 1나노 — 왜 지금 전쟁이 시작됐나

반도체 역사에서 공정 미세화는 무어의 법칙 그 자체였다. 10나노에서 7나노, 5나노, 3나노로 내려갈 때마다 물리적 한계론이 등장했지만, 업계는 매번 신소재와 새로운 트랜지스터 구조로 벽을 넘었다. 2026년 4월 현재, 그 최전선은 2나노 이하(Sub-2nm) 영역으로 이동했다.

TSMC는 2026년 하반기 N1.6(1.6나노) 공정 양산을 공식 발표하며 업계를 놀라게 했다. 이미 N2(2나노) 공정 물량은 2026년 말까지 전량 예약 완료 상태다. 반면 삼성전자는 SF2(2나노 GAA) 양산을 본격화하면서, 동시에 1나노 공정 개발에 공식 돌입했다고 밝혔다. 인텔은 Intel 18A(1.8나노급)로 파운드리 재진입을 선언한 상태다.

3사가 동시에 Sub-2nm 경쟁에 돌입한 배경은 단순하다. AI 반도체 수요 폭발이다. 엔비디아·AMD·구글·메타 등이 설계하는 AI 가속기(GPU·TPU·LPU)는 더 많은 트랜지스터를 더 작은 면적에 넣어야 하고, 이를 가능하게 하는 건 오직 공정 미세화뿐이다.

TSMC vs 삼성전자 — 기술 로드맵 비교

TSMC의 무기는 ‘규모와 속도’다. N2 공정은 GAA(나노시트) 구조를 채택하면서도 수율을 빠르게 안정시켰다. 2나노 캐파가 포화되자 곧바로 1.6나노를 내놓는 속공전법으로, 고객사(애플·엔비디아·퀄컴·AMD)를 묶어둔다. TSMC의 파운드리 글로벌 점유율은 약 62%로, 2위 삼성(약 11%)과의 격차가 크다.

삼성전자의 무기는 ‘GAA 선점’과 ‘풀스택’이다. 삼성은 2022년 세계 최초로 3나노 GAA 양산에 성공한 바 있다. 메모리(HBM·DRAM·NAND)와 파운드리를 동시에 보유한 유일한 기업이라는 점도 AI 시대에 강점이다. 2026년 미국 텍사스 테일러 팹이 가동되면 엑시노스, 테슬라 AI칩, 퀄컴 AP 등 주요 물량을 소화한다.

Sub-2nm 핵심 기술 — GAA·BSPDN·고NA EUV

2나노 이하 공정에서 경쟁력을 가르는 기술은 크게 세 가지다.

① GAA(Gate-All-Around) 트랜지스터: 기존 FinFET은 게이트가 3면만 감싸지만, GAA는 채널 전체를 4면으로 감싸 전류 누설을 획기적으로 줄인다. TSMC는 N2부터, 삼성은 3나노부터 GAA를 도입했다. 나노시트(Nanosheet) 형태가 주류이며, 시트 수를 늘리면 성능이 올라간다.

② BSPDN(Backside Power Delivery Network): 전력선을 칩 뒷면으로 돌려 신호선과 분리하는 기술이다. 기존에는 앞면에 신호+전력 배선이 몰려 면적 효율이 떨어졌지만, BSPDN은 로직 면적을 10~15% 줄이면서 전력 효율도 개선한다. TSMC N1.6과 삼성 SF1.4 모두 BSPDN 도입이 예정되어 있다.

③ 고NA(High-NA) EUV 리소그래피: ASML의 차세대 노광장비 EXE:5000(High-NA EUV, NA=0.55)은 기존 EUV(NA=0.33) 대비 해상도가 약 1.7배 개선된다. 1나노 이하 공정에서 사실상 필수 장비로, 대당 가격은 4억 달러(약 5,500억 원)에 달한다. TSMC와 삼성 모두 고NA EUV 도입을 확정한 상태다.

한국 반도체 생태계에 미치는 영향

삼성전자의 Sub-2nm 경쟁은 한국 반도체 장비·소재 기업들에도 직접적 영향을 준다. GAA 공정 전환으로 원익IPS(240810)(CVD/ALD 장비), 주성엔지니어링(036930)(ALD 박막장비), 한미반도체(042700)(TC본더·HBM 후공정) 등 코스닥 장비주들의 수주가 확대되고 있다. 소재 쪽에서는 동진쎄미켐(005290)(포토레지스트), 솔브레인(357780)(식각액)이 EUV 공정 확대의 직접 수혜주로 꼽힌다.

글로벌 반도체 장비 시장은 2025년 약 $1,090억에서 2026년 $1,200억+으로 성장이 전망된다. 특히 EUV 관련 장비와 GAA 전환용 증착·식각·세정 장비 수요가 급증하는 국면이다.

※ 본 기사는 서울경제, 한국경제, SPTA Times, ASML IR, 삼성전자 IR 등 복수 매체 보도를 재가공한 것입니다. 투자 판단은 본인 책임입니다.