수율 문제에 고민 깊어진 삼성…위기 딛고 초격차 이어갈까

QD디스플레이·미세공정 파운드리 양품 확보 난항

규모의 경제 달성 무엇 보다 중요…수율 개선 골똘

삼성전자 직원들이 클린룸 반도체 생산라인 사이를 걸어가고 있는 모습.(자료사진)ⓒ삼성전자

삼성전자 디바이스솔루션(DS)부문이 수율 문제를 딛고 불확실성을 극복해낼 수 있을지 관심이 모아진다. 미래 사업 핵심인 초미세공정 반도체 위탁생산(파운드리)과 퀀텀닷(QD) 디스플레이의 수율을 개선해야만 초격차 전략을 이어나갈 수 있기 때문이다.

10일 업계에 따르면 삼성전자의 반도체와 디스플레이 생산을 맡고 있는 DS부문은 최근 수율 개선 방안 마련에 고심하고 있다. QD디스플레이와 4나노미터(nm,1nm는10억분의1m) 파운드리에서 당초 예상만큼의 수율이 나오지 않으며 다소 난항을 겪고 있다는 분석이다. 수율은 생산제품 중 양품 비율을 의미한다.

실제 지난해 양산을 시작한 QD디스플레이는 일정 수준의 수율 달성에 다소 시간이 걸릴 것으로 예상되고 있다. 실제 한종희 삼성전자 디바이스경험(DX)부문장은 지난 1월 열린 CES 2022 기자간담회에서 QD디스플레이가 탑재된 TV 출시와 관련해 “원하는 수율이 나오지 않아 공개하지 않았다”고 밝힌 바 있다.

업계에서도 손익분기점 수준으로 평가되는 60% 이상 수율 달성까지 시간이 걸릴 것으로 보고 있다. 삼성디스플레이가 연간 생산할 수 있는 QD디스플레이가 100만장인점을 고려하면 현재 기준으로는 1년 생산량이 60만장 미만이라는 뜻이다. 삼성전자의 연간 TV 판매량이 5000만대인점을 고려하면 미미한 수준이다.

TSMC와 치열한 경쟁을 펼치고 있는 미세공정 파운드리 역시 수율 문제로 다소 어려움을 겪고 있는 것으로 알려졌다.

일각에선 삼성전자의 파운드리 미세공정 일부 제품 수율이 50% 아래로 떨어졌다는 평가까지 나온다. 이 때문에 삼성전자의 차세대 애플리케이션프로세서(AP)인 엑시노스 2200이 납기를 못 맞추면서 당초 예상보다 갤럭시S22에 적게 탑재됐다는 분석이다.

특히 삼성전자가 전량 생산하고 있는 퀄컴의 4나노 AP인 스냅드래곤8 Gen1 모델도 수율 확보에 어려움을 겪으면서 퀄컴이 차기제품 생산을 TSMC에 맡길 것이란 관측도 나온다. 스냅드래곤8 Gen1은 4나노 공정으로 만들어져 삼성전자가 최근 출시한 갤럭시S22 시리즈에 탑재됐다.

중국 유명 IT 팁스터 아이스유니버스는 “올해 하반기와 내년 퀄컴 스냅드래곤 프로세서가 TSMC의 공정을 사용할 예정”이라고 전망했다.

업계에서는 미세공정 파운드리와 QD디스플레이 모두 삼성전자의 초격차 전략의 핵심 사업인 만큼 수율 개선에 만전을 기할 것으로 보고 있다. 사업 전략을 재정비하고 글로벌 리더십을 지속할 것이란 분석이다.

실제 삼성전자는 최근 파운드리사업부에 대한 경영진단에 돌입한 것으로 알려졌다. 지난 2017년 파운드리사업부 승격 이후 치러지는 첫 경영진단이다.

또 삼성전자는 지난 4분기 실적발표를 통해 파운드리 사업에 대해 첨단공정 수요에 맞춰 대규모 투자를 통해 기술 리더십을 유지하고 있으며 첨단공정에 대한 수율도 점진적으로 개선 및 안정화 되고 있다고 밝힌 바 있다.

한 업계 관계자는 “파운드리와 디스플레이 모두 규모의 경제 달성이 중요한 만큼 수율 확보는 경쟁력과 직결될 수밖에 없다”며 “삼성전자가 수율 개선에 상당한 공을 들일 것으로 예상된다”고 설명했다.