2020년대 들어 반도체 기술 경쟁이 국가 간 안보 및 경제 전략의 핵심으로 떠오르면서, 일본도 다시금 반도체 산업 재건에 나서고 있습니다. 그 중심에는 일본 정부가 주도적으로 설립한 파운드리 기업 Rapidus(라피더스)가 있으며, 이 기업은 2나노 공정 양산을 목표로 빠르게 기술 개발을 추진하고 있습니다. 반면, 대만의 TSMC는 이미 글로벌 파운드리 시장의 절대 강자로, 3나노 공정을 넘어 2나노 기술 로드맵까지 선도하고 있습니다. 두 기업은 모두 IBM, ASML 등 글로벌 기술 기업과의 협력을 통해 경쟁력을 강화하고 있으며, 차세대 공정 기술 확보를 위한 움직임이 분주합니다. 본문에서는 Rapidus와 TSMC의 2나노 공정 개발 상황, 양산 시점, 기술 협력 방식 및 생산력 차이에 대해 심층적으로 비교해보겠습니다.
1.Rapidus의 2나노 개발 현황과 양산 전략
Rapidus는 2022년 일본 정부의 적극적인 지원 아래 설립된 차세대 파운드리 전문 기업으로, 일본 내 반도체 자립을 목표로 하고 있습니다. 특히 기존의 IDM 중심에서 벗어나 파운드리 중심 구조로 전환하며, 경쟁력 있는 선단 공정을 확보하는 데 주력하고 있습니다.
가장 큰 목표는 2027년까지 2나노 공정을 양산하는 것입니다. 이를 위해 Rapidus는 IBM과 협력을 맺고, IBM이 미국 뉴욕주에서 개발한 2나노 GAA(Gate-All-Around) 트랜지스터 기술을 도입하고 있습니다. 이 기술은 기존 FinFET 대비 전력 효율성과 성능 면에서 우수한 것으로 평가받고 있으며, Rapidus는 이를 일본 내에 상용화하기 위해 대규모 투자를 진행 중입니다.
양산을 위한 기반으로 Rapidus는 홋카이도 지쿠나미시에 첨단 반도체 공장 건설을 추진하고 있습니다. 해당 공장은 2025년 말까지 시운전을 시작하고, 2027년부터 본격적인 양산에 들어간다는 로드맵을 제시하고 있습니다. 일본 정부는 이 프로젝트에 약 3300억 엔 이상의 자금을 지원하고 있으며, 민간에서도 도요타, 소니, NEC 등 주요 대기업들이 참여해 공동 출자하고 있습니다.
Rapidus는 기술력보다도 양산 경험과 공급망 구축, 인재 확보에서의 한계를 안고 있습니다. 따라서 IBM뿐 아니라 벨기에 IMEC, 네덜란드 ASML 등과도 협력하며, 설계부터 장비 운용, 공정 개발까지 전방위적 지원을 받고 있습니다. 하지만 최초 양산량과 수율 문제, 고객사 확보 등은 여전히 과제로 남아 있습니다.
2.TSMC의 2나노 기술력과 양산 능력
TSMC는 전 세계 파운드리 시장에서 점유율 50% 이상을 차지하고 있는 절대 강자입니다. 2023년 기준으로 3나노(N3) 공정의 양산을 이미 시작했으며, 애플, 퀄컴, 엔비디아 등 글로벌 빅테크 기업들이 주요 고객입니다. TSMC는 차세대 2나노(N2) 공정을 2025년 하반기 양산 목표로 개발 중이며, GAA 구조를 처음으로 적용한다는 점에서 주목받고 있습니다.
TSMC의 2나노 공정은 성능 향상 10~15%, 전력 효율 25~30% 개선을 목표로 하며, 공정 안정성과 수율 관리에 강한 자신감을 보이고 있습니다. 무엇보다 TSMC의 강점은 이미 구축된 대규모 생산 인프라와 글로벌 고객 확보 능력입니다.
기술 협력 측면에서도 TSMC는 ASML의 EUV 장비를 가장 많이 보유한 기업이며, IBM, ARM 등과도 긴밀한 협력을 이어가고 있습니다. 특히 최근에는 High-NA EUV 장비 도입도 추진 중으로, 공정 미세화에서의 우위를 더욱 공고히 하려는 전략입니다.
또한 미국 애리조나, 일본 구마모토 등 해외 생산기지 확대를 통해 글로벌 공급망의 안정성을 강화하고 있습니다. 이 중 일본 구마모토 공장은 2024년 가동 예정이며, 일본 내 주요 고객사 확보도 활발히 이뤄지고 있습니다. 이는 Rapidus가 경쟁해야 할 가장 직접적인 환경이기도 합니다.
3.생산력 및 기술 협력 비교: 현실적 격차와 미래 가능성
Rapidus와 TSMC는 모두 2나노 공정이라는 공통된 기술 목표를 가지고 있지만, 현실적인 생산 능력 차이는 분명 존재합니다. 먼저 생산력 측면에서 TSMC는 이미 수백만 개의 웨이퍼를 양산할 수 있는 대규모 클러스터형 공정 라인과 수율 관리 시스템을 갖추고 있으며, 매년 공정을 미세화하면서도 고품질을 유지하는 노하우가 축적되어 있습니다.
반면 Rapidus는 공장 설립과 인력 채용이 이제 시작 단계이며, 2027년 본격 양산까지는 최소 2~3년의 시험 생산 기간과 수율 확보 기간이 필요합니다. 이는 단순히 기술 도입만으로는 해결되지 않는 부분이며, 실제 고객 요구사항에 맞춘 커스터마이징 역량도 아직은 미흡합니다.
기술 협력 측면에서도 TSMC는 이미 IBM, ASML, ARM, Cadence 등과 수년간 축적된 파트너십을 통해 설계~생산 전체 과정에서 높은 통합 효율을 보이고 있습니다. 반면 Rapidus는 이러한 생태계를 새로 구축해야 하며, 이에 따라 기술 외의 요소—인재, 장비, 소재, 물류—에서도 복합적인 한계가 존재합니다.
그러나 일본 정부의 전폭적인 정책 지원과 자국 내 소재·장비 기업의 경쟁력, 그리고 IBM과의 2나노 공동개발 프로젝트는 Rapidus가 단기간 내 기술 격차를 줄일 수 있는 발판이 되고 있습니다. 특히 일본은 ASML, TEL(도쿄일렉트론), 스미토모 등의 장비 및 부품 공급망이 이미 강력하기 때문에, Rapidus의 장기적인 가능성은 결코 무시할 수 없습니다.
4.결론: Rapidus는 도전자, TSMC는 선도자
결론적으로, Rapidus는 국가 주도의 전략적 도전자, TSMC는 글로벌 시장을 주도하는 선도자로 각각 포지셔닝됩니다. Rapidus는 아직 양산 경험이 없고 생산 인프라도 부족하지만, 강력한 정부 지원과 기술 도입, IBM과의 협력 등을 통해 차세대 반도체 공정 경쟁에 도전하고 있습니다. 반면 TSMC는 이미 글로벌 고객 기반, 생산 인프라, 기술 노하우를 모두 갖춘 상태에서 GAA 기반 2나노 공정의 상용화에 빠르게 접근하고 있습니다.
앞으로 5년 내 Rapidus가 TSMC와 어느 정도의 격차를 줄일 수 있을지, 그리고 양사가 글로벌 시장에서 어떤 경쟁 구도를 형성할지 지켜보는 것이 중요합니다. 단기적으로는 TSMC의 우위가 확고하지만, 중장기적으로는 Rapidus의 정책 기반 성장 모델이 새로운 변수로 작용할 가능성도 충분합니다.