세계 최대 반도체 장비 기업인 어플라이드 머티어리얼즈(AMAT)와 글로벌 파운드리 1위 대만 TSMC가 차세대 AI 반도체 패권 장악을 위해 ‘한 지붕 아래’ 모인다.

12일 대만 경제일보와 반도체 업계에 따르면 세계 최대 반도체 장비 기업인 어플라이드 머티어리얼즈(이하 어플라이드)와 글로벌 파운드리 1위 대만 TSMC가 30년 이상의 긴밀한 협력을 바탕으로 차세대 AI 반도체 패권 장악을 위한 전략적 파트너십을 체결했다.

양사는 실리콘밸리에 위치한 어플라이드의 차세대 연구 거점인 'EPIC(장비 및 공정 혁신·상용화) 센터'에서 소재 공학, 장비 혁신, 공정 통합 기술을 공동 발전시켜 데이터 센터부터 엣지 디바이스까지 아우르는 에너지 효율 혁신을 목표로 협력한다.

◇ 경영진 "신뢰 기반의 팀 통합…전례 없는 복잡성 해결할 것"

이번 협력에 대해 양사 경영진은 기술 상용화 속도를 높이는 '협업의 힘'을 강조했다.

게리 디커슨 어플라이드 사장 겸 CEO는 "어플라이드와 TSMC의 협력은 상호 신뢰와 첨단 기술 혁신을 주도하려는 공동의 노력에 기반한다"며 "EPIC 센터에서 양사 팀을 통합함으로써 파트너십을 더욱 강화하고, 반도체 제조 환경의 전례 없는 복잡성과 과제를 해결하기 위한 기술 개발을 가속화할 것"이라고 밝혔다.

TSMC의 부사장 겸 공동 최고운영책임자인 YJ 미이 박사 또한 "새로운 세대의 반도체 아키텍처가 등장할 때마다 재료 공학에 대한 요구 사항이 계속 높아지고 있다"며 "AI가 가져오는 글로벌 과제에 직면해 업계 전체의 협력이 필요한 시점이며, EPIC 센터는 차세대 기술의 장비 및 공정 준비를 가속화할 수 있는 탁월한 환경을 제공한다"고 평가했다.

◇ 3D 트랜지스터·수직 적층 기술 집중…50억 달러 투자 결실

양사는 EPIC 센터를 통해 첨단 로직 소형화의 핵심 과제에 집중한다. ▲AI·HPC(고성능 컴퓨팅) 요구에 맞춘 전력·성능·면적(PPA) 최적화 ▲복잡한 3D 트랜지스터 및 상호 연결 구조 형성을 위한 신소재 개발 ▲수직 적층 아키텍처 전환에 따른 수율 및 신뢰성 향상이 주요 과제다.

프라부 라자 어플라이드 반도체 제품 사업부 사장은 "TSMC는 EPIC 센터의 창립 파트너로서 우리의 혁신 팀과 차세대 장비를 우선적으로 활용할 수 있게 됐다"며 "이는 기술 개발에서 양산에 이르는 과정을 획기적으로 가속화하는 데 도움이 될 것"이라고 설명했다.

어플라이드가 50억 달러를 투입해 설립한 EPIC 센터는 미국 역사상 최대 규모의 반도체 장비 R&D 시설로, 올해 정식 개소한다. 칩 제조업체들이 연구 개발 초기 단계부터 장비 포트폴리오에 접근해 학습 주기를 단축할 수 있는 것이 가장 큰 강점이다.

◇ 앞서 삼성·SK도 가세…실리콘밸리서 불붙은 'K-반도체'의 대응

주목할 점은 이번 발표가 TSMC의 독주를 시사하면서도, 동시에 글로벌 반도체 거물들이 실리콘밸리로 집결하고 있다는 신호탄이라는 점이다. 삼성전자와 SK하이닉스 역시 각각 올해 2월과 3월에 이미 EPIC 센터 파트너십을 체결하고 현지 R&D 협력을 진행 중이다. 

TSMC가 파운드리 공정 우위를 굳히기 위해 이번 발표로 선제적 홍보에 나선 가운데, 삼성전자와 SK하이닉스는 차세대 HBM(고대역폭메모리) 및 최선단 D램 공정 혁신을 위해 이곳을 활용하고 있다.

한국 반도체 업계 관계자는 "AMAT의 EPIC 센터는 글로벌 주요 제조사들이 모두 참여하는 오픈 이노베이션 플랫폼"이라며 "TSMC가 홍보전을 통해 선제적 우위를 과시하고 있지만, 우리 기업들 역시 현지 인프라를 활용해 차세대 공정 기술의 '타임 투 마켓(Time-to-Market, 적기 시장 진입)'을 앞당기는 데 총력을 기울이고 있다"고 강조했다.