애플 3nm 제조칩 불량품 비용은 TSMC가?

애플이 맥용 SoC인 M3 시리즈나 아이폰15 시리즈에 탑재된 A17 바이오닉 칩에 TSMC 3nm 세대 제조공정인 N3을 채용한다는 소문이 나오고 있다. 보도에 따르면 애플은 N3에 의한 칩 제조를 TSMC에 독점 발주하고 TSMC는 이에 대한 보상으로 제조한 프로세서 다이 결함품 관련 비용을 모두 TSMC 측이 부담한다는 계약을 맺고 있다고 한다.

애플은 맥용 자체 SoC 차기 모델로 M3 시리즈를 2023년 중 발표하고 M3 시리즈를 탑재한 맥을 올해 말부터 2024년 초 출시한다는 소문이 이미 보도된 바 있다. 애플 M2 시리즈는 TSMC 5nm 제조공정 개선판인 N5P를 채용하고 있지만 M3 시리즈는 TSMC N3 제조공정을 채용한다고 한다. N3은 2020년 TSMC가 발표한 제조공정으로 2022년 4월 양산 체제를 정돈했다는 게 보도된 바 있다.

N3은 N5P보다 실리콘 다이 면적당 밀도가 높아 전력 소비 절감과 성능 향상을 기대할 수 있다. 다만 N3 같은 미세 공정으로 제조하면 제조 라인 초반에는 아무래도 일정 비율로 불량품이 발생해 버린다.

보통 칩 제조사가 반도체 팹에 칩 제조를 주문하면 결함 제품을 포함한 모든 제품에 대한 대금을 지불해야 한다. 따라서 칩 제조사는 불량 다이를 다시 돌리거나 동작 클럭을 떨어뜨려 하위 모델에 유용하는 일도 생긴다. 하지만 보도에 따르면 TSMC는 애플 측에 불량품 다이 대금은 청구하지 않는다는 계약을 맺었다는 것이다. TSMC 2022년 수익 720억 달러 중 23%는 애플이 지불하고 있어 애플은 TSMC에 있어 최대 고객이다. 보도에선 TSMC 3nm 제조공저 기술은 충분한 생산 능력이 확보되기까지 1년은 애플이 독점하게 될 것이라고 한다. TSMC는 가장 큰 고객인 애플과의 계약을 계속하기 위해 불량품 대금을 청구하지 않는다는 조건을 뒀다는 것이다.

또 애플이 TSMC에 N3 제조공정으로 M3 시리즈나 A17 바이오닉 칩을 대량 주문하면 TSMC는 양산 체제를 개선하면서 수율을 더 낮출 수 있게 된다. 애플과의 계약을 유지할 뿐 아니라 애플에 의한 대량 주문으로 N3 제조공정을 개선해 애플 이외 고객도 N3 제조공정에 주목하게 된다는 목표를 두고 있다는 것이다.

보도에선 애플, 엔비디아, AMD, 퀄컴은 모두 첨단 칩 제조를 TSMC에 위탁하고 있어 지난 몇 년간 삼성전자나 글로벌파운드리 등 경쟁 기업을 압도하고 있다며 인텔조차 오랜 역사에서 대부분 자사 공장에서 제조했지만 아크 GPU나 메테오레이크(Meteor Lake) 세대 일부 부품은 TSMC에 의존하고 있다며 애플과의 관계에 따라 TSMC는 반도체 제조에서 점유율 1위를 계속 유지할 수 있다고 분석하고 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.