[디지털데일리 김문기 기자] 인공지능(AI) 열풍이 단순한 칩 부족을 넘어 ‘대공황급 실리콘 쇼크(The Great AI Silicon Shortage)'를 불러 오고 있다는 설명이다. TSMC가 시장의 70%를 점유하며 독주하고 있지만, 쏟아지는 주문을 감당하지 못해 가동률 100%를 초과하는 비상사태가 발생하고 있는 것. 삼성전자가 ‘2나노(2nm)’ 공정을 앞세워 반격의 기회를 잡았다.

16일(현지시간) 세미어낼리시스 및 트렌드포스에 따르면, TSMC는 2025년 연간 매출 1,225억4,000만달러를 기록하며 세계 파운드리 시장 점유율 69.9%를 달성했다. 반면 삼성전자는 수율 부진 여파로 점유율이 7.2%까지 하락하며 격차는 62.7%포인트로 벌어졌다. 하지만 시장 이면에서는 기류가 변하고 있다.

TSMC의 최첨단 3나노(N3) 공정은 현재 엔비디아의 차세대 GPU ‘루빈(Rubin)’, 구글의 TPU v7/v8 등이 일제히 몰리며 사실상 ‘매진’ 상태다. 특히 앤스로픽(Anthropic)이 선보인 에이전트 코딩 플랫폼 ‘클로드 코드(Claude Code)’가 출시 한 달 만에 ARR(연간 반복 매출)을 110억달러 이상 추가하는 ‘광풍’을 일으키면서, 이들을 뒷받침할 연산 자원 확보 전쟁이 극에 달했다.

보고서는 2026년 하반기 TSMC 3나노 라인의 실질 가동률이 100%를 초과할 것으로 내다봤다. 2027년에는 3나노 웨이퍼의 86%가 오직 AI 가속기 생산에만 할당될 전망이다. 애플조차도 이제는 우선순위를 장담할 수 없는 ‘실리콘 쇼티지’ 국면이다.

TSMC가 콧대를 높이며 2나노 웨이퍼 가격을 3나노 대비 50% 인상하겠다고 선언하자, 빅테크들은 ‘탈(脫) TSMC’를 고민하기 시작했다. 이 틈을 삼성전자가 파고들었다. 삼성은 테슬라의 차세대 자율주행 및 옵티머스용 ‘AI6’ 칩 생산을 위한 약 24조원(165억달러) 규모의 초대형 계약을 단독 수주하는 기염을 토했다.

기술적 지표도 긍정적이다. 3나노 공정에서 20%대 수율로 고전했던 삼성은, 2나노(SF2) 공정에서 현재 55~60% 수준의 안정적인 수율을 확보한 것으로 추정된다.

한편, 삼성전자는 이를 발판 삼아 AMD와 차세대 2나노 공정 도입을 논의하는 등, TSMC가 수용하지 못하는 수요를 흡수하고 있는 실정이다.