[디지털투데이 양대규 기자] 삼성전자의 파운드리 반도체 라인과 LG디스플레이의 중소형 OLED 패널이 최근 품질 문제로 생산에 지장이 생겼다. 양사 모두 문제 발생과 즉시 해당 이슈를 해결했다고 하지만, 업계는 현재 1~2위 업체를 쫓아가야 하는 시기에 발생해 일부 타격은 있을 수밖에 없다고 지적한다.

삼성전자는 메모리 반도체 시장에서는 글로벌 1위를 차지하고 있지만, 파운드리 산업은 TSMC에 이어 업계 2위를 유지하고 있다. LG디스플레이 역시 대형 OLED 패널은 전 세계 시장에서 거의 독점에 가까운 1위를 기록했지만, 중소형 OLED 시장에서는 삼성디스플레이는 물론, 최근에는 BOE에 밀려 3위에 그치고 있는 상황이다.

전문가들은 양사가 시장에서 자리를 잡으려면, 공정 이슈가 생기지 않도록 더욱 철저한 관리가 필요하다고 지적했다. 이번 양사의 문제는 빠르게 해결된 것으로 보이지만, 지속적으로 공장을 가동해야 하는 제조업의 특성상 일시적인 중단이 생겨도 큰 피해가 발생할 수밖에 없는 상황이기 때문이다.

해외의 경우, 지난 6월 일본의 도시바 메모리는 정전사고가 발생해 막대한 손해를 입은 것으로 나타났다. 도시바 메모리는 정전사고 이후 낸드 플래시 시장에 일시적인 공급 부족 사태를 불러일으켰으며, 이는 낸드 플래시의 가격을 다시 정상화시키는 나비효과를 불렀다.

하나금융투자 김경민 연구원은 “(반도체) 업황 턴어라운드의 신호탄은 6월 도시바의 정전사고였다”며, “3개월간의 낸드 생산 중단은 재고 소진과 공급 과잉 해소를 촉진했다. 이후 7월부터 낸드 계약 가격이 반등하기 시작했다”고 말했다.

삼성전자 파운드리, '제품불량'...오염된 장비 탓으로 추정

업계에 따르면, 이달 초 기흥에 위치한 삼성전자 8인치 웨이퍼 기반 파운드리 공정에서 제품불량이 발생했다. 오염된 장비를 사용하는 바람에 사고가 난 것으로 알려졌다. 당시 업계 관계자들은 삼성전자 파운드리 산업이 오염 문제로 막대한 피해를 입었다는 지적과 함께, 공급에도 차질을 빚었다고 보기도 했다. 당시 소위 ‘지라시’와 함께 해당 소문은 큰 이슈를 불렀다.

하지만 삼성전자는 제품불량 사고에 대해 큰 문제는 없다는 입장이다. 제품불량 사고가 난 것은 맞지만 알려진 것처럼 심각한 수준은 아니라는 것이다. 당시 삼성전자 관계자는 “제품불량 사고가 발생했으나 조기에 정상화됐다. 피해 규모도 알려진 것처럼 크지 않다”며, “공급에도 아무 문제가 없다”고 강조했다.

앞서 삼성전자는 비전 2030을 통해 133조 원을 파운드리 중심의 시스템 반도체에 투자하며, 시장 1위를 목표했다. 시스템 반도체 영역에는 2030년까지 연구개발에 73조 원, 생산 인프라에 60조 원을 투입한다는 계획이었다. 2030년까지 연평균 11조 원의 연구개발 및 시설투자가 집행되고, 생산량이 증가함에 따라 42만 명의 간접 고용유발 효과를 노렸다.

업계는 글로벌 1위인 대만의 TSMC에 도전을 하고 있는 상황에서 이번 제품불량 문제는 아쉽다고 지적했다. 삼성전자가 세계 최초로 ASML의 EUV(극자외선) 노광 공정을 이용한 반도체 칩을 생산했으나, 최근 EUV를 이용한 대량 생산은 TSMC가 주도하고 있는 모습을 보이고 있기 때문이다.

삼성전자, 순수 파운드리 기업인 TSMC에 7nm 생산량 밀리고 있어

업계 관계자들은 삼성전자의 파운드리 기술력이 TSMC에 비해 떨어지지는 않지만, 순수 파운드리 기업인 TSMC에 비해 생산량은 떨어지는 것으로 보고 있다.

앞서 TSMC는 보도자료를 통해 여러 고객이 주도하는 7nm EUV 라인인 N7+의 수요를 충족시키기 위해 용량을 신속하게 구축해 왔다고 밝혔다. 또한 지난달 아레테 리서치의 선임 분석가인 짐 폰타넬리는 "TSMC는 EUV 팩을 확실히 주도하고 있다"고 말했다.

폰타넬리에 따르면, TSMC는 현재 3개의 레이어의 N7+ EUV 공정이 리드를 하고 있으며, 하반기 EUV 사용량이 약 15개 레이어를 추가한 5nm 공정, 2020년 말에는 4개 층을 증가한 6nm 공정 업그레이드가 있을 전망이다.

폰타넬리는 “AMD는 7nm의 웨이퍼 가용성이 제한적이기 때문에 7nm 이상의 TSMC의 핵심 고객일 것으로 보인다”며, “5nm에서는 화웨이가 애플에 이어 선두로 올라섰고, 두 회사는 다이 사이즈 혜택과 정상적인 전력 및 속도 향상을 추구할 것”이라고 설명했다. 이어 그는 “미디어텍이 7nm의 지속적인 웨이퍼 사용 가능으로 인해 TSMC의 6nm 노드의 선도 고객일 가능성이 높다”고 덧붙였다.

폰타넬리에 따르면, 삼성전자는 지난해 말 7LPP 노드를 탑재한 EUV를 도입했으며, 내부적으로 삼성전자의 애플리케이션프로세서(AP)와 퀄컴 제품에 생산량이 사용됐을 가능성이 있지만 대량 생산은 아닌 상황이다. 그는 “삼성전자는 내년에 6nm, 2021년에 5nm의 EUV 개발 계획을 세우고 있다”고 말했다.

폰타넬리는 "중요한 문제는 웨이퍼 양”이라며, “삼성은 휴대폰 AP에 대해 내부 볼륨이 보장돼 있지만, 주요 고객인 퀄컴을 비롯한 제한된 고객 수준을 가졌다"며, “삼성은 퀄컴 사업 일부를 TSMC에 빼앗길 수도 있다”고 지적했다.

LGD, 제품불량으로 아이폰용 OLED 공급 차질

삼성전자뿐만 아니라 LG디스플레이도 최근 제품불량 문제가 발생했다. LG디스플레이가 애플에 공급한 아이폰11 프로맥스의 패널에서 제품 결함이 발생했다. 제품 조립 후 OLED 패널에 세로줄 무늬가 생기는 현상이다. 아이폰11 프로맥스는 지난 9월 발매된 아이폰11 시리즈 3종 가운데 가장 큰 스크린(6.5인치)을 탑재한 제품이다.

디스플레이 업계에 따르면 LG디스플레이는 지난 8월 대만 폭스콘 공장으로 초도 물량을 운송한 이후, 9월에는 패널 결함 문제로 아이폰용 OLED 공급량이 사실상 없었다. 해당 패널은 경기도 파주 LG디스플레이 공장에서 만들어졌다. 11월 현재는 애플에 정상적으로 납품이 재개됐다고 한다.

전문가들은 LG디스플레이가 상반기 화웨이의 주력 스마트폰인 P30 납품에선 탈락한 적이 있다며, 이번 문제로 애플과의 관계가 끊어지면 중소형 OLED 패널 시장에서 자리를 잡기 어려울 것이라고 지적했다.

애플은 해당 문제가 LG디스플레이의 책임인지, 제품을 조립하는 폭스콘의 귀책인지를 놓고 현재 조사 중인 것으로 나타났다. LG디스플레이는 애플에 아이폰11 프로맥스에 들어가는 6.5인치 OLED 600만~700만 대 공급 계약을 맺었다. 5.8인치 OLED를 쓰는 아이폰11 프로에는 삼성디스플레이 제품이 전량 탑재되고 있다.

애플의 아이폰은 중국 폭스콘 공장에서 전량 조립된다. 책임이 폭스콘에 있는지, LG디스플레이에 있는지 여부는 정확히 확인되지 않은 것으로 나타났다. 이로 인해 LG디스플레이는 9월 아이폰에 OLED 공급이 거의 없었던 것으로 알려졌다.

품질에 문제가 생긴 제품은 전량 폐기됐기 때문이다. LG디스플레이는 7월 말 애플 측에 관련 샘플을 공급하고 8월부터 본격적인 공급을 시작했다. 8월 중하순부터 9월까지의 물량에 불량이 나타난 것으로 추정된다.

LG디스플레이 관계자는 아이폰용 패널 납품 문제에 대해 “고객 관련 사항이기 때문에 알려드릴 수 없는 점 양해 바란다”고 말했다.

일각에서는 이로 인해 LG디스플레이가 올해 약속한 공급 물량을 충족하기 어려울 것이라고 지적했다. LG디스플레이는 내부적으로 올 한해 700만~800만 대 아이폰향 OLED 공급을 목표로 잡았다. 하지만 이번 품질문제와 아이폰11 프로맥스의 부진한 수요 때문에 올해 LG디스플레이의 공급 물량이 500만 대 수준이라는 분석도 나오고 있다.