대만 반도체 제조 회사(TSMC)는 애리조나에 세 번째 반도체 제조 시설의 건설을 시작했으며, 이는 미국 내 제조 기반 확대의 중요한 단계입니다. 이 시설은 2020년대 말까지 2나노미터 또는 그보다 더 진보된 공정 기술을 사용한 칩을 생산할 예정이라고 로이터통신과 미국 상무부가 보도했습니다.
650억 달러 애리조나 투자
TSMC의 애리조나 초기 투자 계획은 피닉스에 3개의 첨단 반도체 제조 공장을 건설하기 위해 $650억 달러를 투입하는 것으로, 애리조나 역사상 최대 규모의 외국 직접 투자입니다. 첫 번째 공장은 2024년 말에 4나노미터 칩의 대량 생산을 시작했으며, 현재 1,100에이커 규모의 부지에서 3,000명 이상의 직원을 고용하고 있습니다. 두 번째 공장은 현재 건설 중이며, 3나노미터 기술과 차세대 나노시트 트랜지스터를 적용한 세계 최첨단 2나노미터 공정을 생산할 예정이며, 2028년 가동을 시작할 것으로 예상됩니다. 세 번째 공장은 2나노미터 또는 더 진보된 공정을 적용한 칩을 생산할 예정이며, 2030년대 말까지 생산을 시작할 것으로 예상됩니다. 이 대규모 투자는 완전 가동 시 약 6,000개의 고급 제조 일자리와 20,000개 이상의 건설 일자리를 창출할 것으로 예상됩니다. 2024년 11월, 미국 상무부는 CHIPS 및 과학 법안(CHIPS and Science Act)에 따라 TSMC 애리조나에 최대 $6.6억 달러의 직접 자금을 지원하기로 결정했습니다. 초기 생산 시험 결과, 애리조나 시설은 TSMC의 대만 기존 공장과의 제조 수율에서 유사한 수준을 달성해, 미국 시설이 대만 본사의 효율성을 따라잡을 수 있을지에 대한 초기 우려를 해소했습니다.
2nm 고급 공정 기술
TSMC의 2nm(N2) 공정 기술은 반도체 제조 분야에서 중요한 기술적 도약을 상징하며, 회사의 첫 번째 나노시트 트랜지스터 아키텍처(게이트-올-어라운드, GAA 기술로도 알려져 있음)를 특징으로 합니다. 이 고급 노드는 2025년 양산 시작을 목표로 하며, 이전 3nm 기술 대비 성능이 10-15% 향상되고, 동일한 속도에서 전력 소비가 20-30% 감소하며, 트랜지스터 밀도가 약 15% 증가할 것으로 예상됩니다. FinFET에서 나노시트 트랜지스터로의 전환은 칩 아키텍처의 중요한 진화를 의미하며, 전통적인 수직 실리콘 핀이 층층이 쌓인 리본 모양의 실리콘 층으로 대체되어 전류 흐름에 대한 더 큰 제어를 가능하게 합니다. TSMC는 개발이 계획대로 진행 중이며 수율(yield)이 목표치의 90%에 접근했다고 밝혔으며, 지연 가능성에 대한 소문을 일축했습니다. 주요 고객들은 이미 2nm IP 설계를 완료하고 실리콘 검증 단계에 들어섰으며, 애플은 차세대 아이폰 17 프로를 포함한 미래 기기용으로 상당한 생산 용량을 확보한 것으로 전해졌습니다. TSMC는 2nm 공정에 대한 수요가 이전 노드보다 높을 것으로 예상하며, 삼성과 인텔이 2026~2027년 1nm 칩 개발을 계획 중임에도 불구하고 고급 반도체 제조 분야에서 리더십을 유지할 수 있을 것으로 믿고 있습니다.
CHIPS Act 자금 지원 영향
2024년 11월에 TSMC 애리조나에 부여된 $6.6억 달러의 CHIPS Act 자금은 바이든-해리스 행정부의 국내 반도체 제조 산업 부흥 노력에서 중요한 이정표입니다. 이 자금은 약 $5억 달러의 대출과 함께 TSMC가 피닉스에 건설할 세 개의 최첨단 반도체 제조 시설에 대한 $65억 달러 투자 계획을 지원합니다. 최종 협정은 미국 정부와 TSMC 간의 법적 구속력 있는 계약을 형성하며, 미래 행정부가 CHIPS 법안을 폐지하려 해도 투자가 보호됩니다. 이 투자의 경제적 영향은 시설 자체를 훨씬 넘어 확장됩니다. Greater Phoenix Economic Council의 분석에 따르면 TSMC의 애리조나 확장 프로젝트는 프로젝트 기간 동안 약 6,000개의 직접적인 고급 제조 일자리와 20,000개 이상의 독특한 건설 일자리를 창출할 것으로 예상됩니다. 파급 효과로 지역 내 수만 개의 추가 간접 공급업체 및 소비자 일자리가 창출될 것입니다. 이 투자는 애리조나를 미국 반도체 생태계의 핵심 허브로 자리매김하게 하며, 2032년까지 미국에서 세계 고급 반도체 공급량의 약 30%를 생산한다는 국가 목표 달성에 기여할 것입니다. 이는 CHIPS 법안이 통과될 당시 0%에서 크게 증가한 수치입니다. 첫 번째 $10억 달러 이상의 자금은 2024년 말까지 지급될 예정이며, 이후 자금은 TSMC가 프로젝트 단계별 목표를 달성함에 따라 순차적으로 지급될 것입니다.