[비즈니스포스트] 중국 화웨이가 올해 9월 SMIC의 3나노급 공정으로 제조된 모바일 프로세서(AP) '기린 2026'을 탑재한 차세대 스마트폰 출시해 삼성전자의 스마트폰·파운드리 사업을 동시에 위협할 것으로 예상된다.

화웨이와 SMIC는 '타우 스케일링 법칙'이라는 독자 기술을 활용해 네덜란드 ASML의 극자외선(EUV) 노광 장비 없이 기존에 확보한 심자외선(DUV) 장비만으로 3나노급 AP 양산에 성공한 것으로 파악된다.

삼성전자는 2나노 공정의 엑시노스 AP 수율(완성품 비율)과 기술 경쟁력을 더 끌어올리고, 스마트폰의 비서형 인공지능(에이전틱 AI) 모델을 고도화함으로써 중국 제품과 차별화하는 데 집중할 것으로 예상된다.

13일 IT 업계 취재를 종합하면 화웨이는 공개를 앞둔 스마트폰 '메이트 90' 시리즈와 '메이트 XT2' 3단 폴더블 스마트폰에 탑재되는 '기린 2026' AP 칩이 대만 TSMC의 3나노와 유사한 트랜지스터 밀도와 성능을 달성했다고 주장하고 있다.

대만 시장조사업체 트렌드포스는 "화웨이의 차세대 스마트폰 모델 2종 모두 '타우 스케일링 법칙'에 따라 개발된 기린 2026 칩을 탑재할 것으로 알려졌으며, 전반적 성능은 3나노 공정 수준에 근접한 것으로 전해진다"며 "화웨이는 2031년까지 타우 스케일링 법칙에 따라 개발된 고성능 칩의 밀도가 1.4나노 수준에 도달할 것으로 예상하고 있다"고 분석했다.

'타우 스케일링 법칙'은 EUV 장비 없이 반도체 회로 선폭을 더 줄이기 어렵게 되자, 3D 입체 설계와 수직 적층 기술로 신호 전달 시간 지연(타우, τ)을 최소화해 성능을 끌어올리는 화웨이의 반도체 설계 방식이다. 회로 선폭을 물리적으로 줄이는 대신 칩 내부 회로 이동 거리를 줄여 3나노급 칩에 맞먹는 회로 밀도와 전력 효율을 구현하는 기술이다.

생산을 맡은 SMIC는 화웨이의 기술과 함께 기존 DUV 장비를 이용해 여러 번 정밀 노광하는 방식으로, 반도체 회로를 3나노 폭으로 미세화하는 데 성공한 것으로 파악된다.

화웨이는 2024년 세계 최초 3단 폴더블폰 '메이트 XT'를 선보이는 등 스마트폰 기기 형태 혁신에 앞서왔으나, 스마트폰의 두뇌를 담당하는 AP 성능이 뒤처진다는 평가를 받았다.

화웨이 스마트폰의 AP는 그동안 7나노에 그쳤던 반면, 삼성전자는 지난해 갤럭시 Z 플립7부터 3나노 공정을 활용한 AP '엑시노스2500'을 탑재했다. 삼성전자는 올해 갤럭시 Z 플립8에는 2나노 공정의 '엑시노스2600'을 적용했다.

하지만 화웨이가 3나노 AP를 폴더블폰에 탑재한다면 삼성전자 Z 시리즈와 성능 격차는 대폭 줄어들 것으로 예상된다. 이에 따라 폴더블폰 시장에서 삼성전자와 화웨이의 점유율 차이도 좁혀질 수 있다는 분석이 나온다.

시장조사업체 카운터포인트리서치에 따르면 2025년 폴더블폰 시장에서 삼성전자는 점유율 40%, 화웨이는 점유율 30%를 차지했다.

중국의 반도체 기술 자립은 삼성전자 파운드리(반도체 위탁생산) 사업에도 위협 요인이 되고 있다.

미국의 대중 반도체 제재 위험이 상존하는 상황에서 화웨이와 SMIC가 3나노 반도체를 양산한다면 알리바바·바이두 등 중국 빅테크와 팹리스(반도체 설계) 스타트업들이 삼성전자 파운드리 대신 SMIC로 위탁생산 주문을 몰아줄 공산이 크다. 바이두와 알리바바는 삼성전자 파운드리 공정을 활용해오던 주요 중국 고객사다.

트렌드포스에 따르면 2026년 1분기 기준 SMIC의 세계 파운드리 시장 점유율은 5.1%로, 점유율 6.5%인 삼성전자를 바짝 추격하고 있다.
  삼성전자는 중국 파운드리의 추격을 뿌리치기 위해 2나노 수율 안정화와 차세대 공정 개발을 서두를 것으로 보인다.

삼성전자는 올해 하반기 2나노 2세대 공정을 활용해 차세대 AP '엑시노스2700' 양산을 본격적으로 시작한다. 2029년에는 1.4나노 상용화에 들어간다는 계획을 내놓았는데, 화웨이의 계획보다 2년 빠른 것이다.

구자흠 삼성전자 파운드리사업부 기술개발실장(부사장)은 지난 7월 삼성전자 반도체 뉴스룸 인터뷰에서 "지난해 테슬라의 2나노 제품을 수주하며 공정 기술 경쟁력을 입증했고, 이를 계기로 AI, 고성능컴퓨팅(HPC), 클라우드 서비스 사업자(CSP) 등 대형 고객사들의 수주가 이어지고 있다"며 "올해 하반기에는 수율과 성능을 개선한 2나노 2세대 공정 기반 모바일용 신제품 양산에 들어간다"고 말했다.

삼성전자는 스마트폰 분야에서는 에이전틱 AI로 기능을 차별화하는 데 초점을 맞출 것으로 분석된다.

화웨이가 반도체 성능 향상으로 하드웨어 경쟁력을 높이더라도 운영체제(OS)와 서비스 생태계의 한계는 극복하기 어려운 상황이다.

반면 삼성전자는 구글 제미나이, 퍼플렉시티 등 글로벌 AI 모델과 연동을 통해 '갤럭시 AI' 생태계를 강화하고 있다.

삼성전자가 지난 8일 출시한 '갤럭시 Z8 시리즈'도 대화면을 통한 AI 생산성 강화에 초점을 맞춰 개발됐다.

노태문 삼성전자 디바이스경험(DX) 부문장 대표이사 사장은 7월22일(현지시각) 영국 런던에서 열린 '삼성 갤럭시 언팩 2026' 행사 직후 기자간담회에서 "AI는 단순 질의응답을 넘어 사용자를 대신해 필요한 일을 수행하는 에이전틱 AI로 진화하고 있다"며 "사용자 이해는 스마트폰, 워치, TV, 가전 등 다양한 디바이스에서 축적되는 만큼 삼성전자만의 강점이 있다"고 말했다.  나병현 기자