AI 산업구조 2층 : 파운드리

NVIDIA가 아무리 뛰어난 GPU를 설계해도, 그걸 실제로 찍어낼 공장이 없으면 도면일 뿐입니다. AI 산업구조 2층의 마지막 조각인 파운드리가 바로 그 도면을 실물로 만드는 곳입니다. 이 글에서는 파운드리가 정확히 뭘 하는 곳인지, 왜 대만의 TSMC 하나가 이 시장을 사실상 독점하고 있는지, 삼성·인텔은 왜 못 따라잡는지 정리해보겠습니다.

파운드리, 다시 짚어보기

파운드리는 반도체 산업에서 가장 자본집약적인 층입니다. 최신 공장(팹) 하나를 짓는 데 수십조 원이 들고, 완공까지도 몇 년이 걸립니다. 그래서 이 시장에 새로 뛰어들 수 있는 회사가 전 세계에서 손에 꼽을 정도로 적습니다.

설계와 생산, 왜 나뉘었을까요

앞서 살펴본 칩 설계(팹리스)와 이 파운드리(생산)가 나뉘어 있다는 점에서, 이 산업의 중요한 특징이 드러납니다. 바로 ‘설계’와 ‘생산’이 완전히 분업돼 있다는 것입니다. 설계 잘하는 회사(NVIDIA)와 생산 잘하는 회사(TSMC)가 따로 있고, 둘은 서로가 없으면 반쪽짜리입니다.

TSMC는 왜 못 따라잡을까요

최첨단 칩을 만들려면 미세공정이라는 기술이 핵심입니다. 회로 선폭을 얼마나 가늘게 그릴 수 있는지를 나타내는데, 숫자가 작을수록(예: 3나노, 2나노) 같은 면적에 더 많은 트랜지스터를 넣을 수 있어 성능·전력 효율이 좋아집니다. 이 최선단 공정에서 TSMC는 삼성·인텔보다 수율(불량 없이 만드는 비율)이 확연히 높다는 평가를 받습니다.

수율 격차가 무서운 이유는, 수율이 낮으면 칩 하나 만드는 원가가 확 뜁니다. NVIDIA 같은 대형 고객사는 안정적으로 대량 생산이 가능한 곳을 선택할 수밖에 없고, 그게 계속 TSMC로 몰리는 구조를 만듭니다. 한번 벌어진 기술 격차가 계속 벌어지는 ‘눈덩이 효과’가 이 산업의 특징입니다.

숫자로 보면 격차가 더 뚜렷해요

2026년 1분기 기준 TSMC의 파운드리 시장 점유율은 72.3%로, 직전 분기(70.4%)보다 더 올랐습니다. 2위인 삼성전자는 6.5%에 그쳐서, 10배 넘는 격차입니다. 인텔은 아직 이 순위표에 이름을 올리지도 못할 정도로 파운드리 사업이 초기 단계입니다.

최신 2나노 공정 수율을 보면 이 격차가 더 뚜렷해집니다. TSMC는 80% 이상인 반면, 삼성은 50~60%대로 알려져 있습니다. 그리고 업계에서는 TSMC가 AI 가속기(GPU 등) 시장의 약 95%를 만든다는 추정도 나올 정도로, NVIDIA·AMD·Broadcom 같은 큰 고객사가 전부 TSMC로 몰려 있는 상황입니다.

파운드리는 지정학 이슈이기도 해요

전 세계 최선단 칩의 대부분이 대만 한 섬에서 만들어진다는 사실은, 순수 산업 이슈를 넘어 국가 안보 이슈로 취급됩니다. 대만에 지정학적 긴장이 생기면 전 세계 AI 산업 전체가 흔들릴 수 있다는 뜻입니다. 이걸 흔히 ‘실리콘 방패(Silicon Shield)’라고 부릅니다 — 대만이 반도체 생산을 쥐고 있다는 사실 자체가 안보 보험 역할을 한다는 의미입니다.

그래서 미국 정부는 이 리스크를 줄이려고 TSMC·삼성에 미국 내 공장 건설을 강하게 유도해왔습니다. 다만 미국 공장은 아직 대만 본토만큼의 수율·비용 경쟁력을 못 따라간다는 평가가 많아서, 당분간은 ‘최선단 공정은 대만, 일부 물량은 미국’이라는 이원화 구조가 이어질 가능성이 높습니다.

투자자가 봐야 할 포인트

파운드리는 기술 난이도가 워낙 높아서, 아래 세 가지를 꾸준히 확인하는 게 중요합니다.

파운드리는 한번 기술 격차가 벌어지면 몇 년 안에는 좀처럼 안 좁혀지는 산업이라, ‘지금 1등이 계속 1등일 가능성’이 다른 층보다 높은 편입니다.

마치며

파운드리는 AI 산업구조에서 눈에 잘 안 띄지만, 사실 가장 대체 불가능한 층일 수 있습니다. 아무리 설계를 잘해도, 이걸 실물로 찍어낼 공장이 세상에 몇 개 없기 때문입니다.

그런데 이 공장은 대체 무슨 수로 그렇게 미세한 회로를 새길까요? 다음 글에서는 2층 시리즈를 마무리하고, 1층 소재·장비로 넘어갑니다. ASML의 EUV 노광기가 왜 산업 전체의 ‘급소’로 불리는지 살펴보겠습니다.