삼성전자 시스템반도체 사업부는 최근 분위기가 좋다. 세계에서 유일하게 14㎚(나노미터·1㎚는 10억분의 1m) 애플리케이션프로세서(AP)를 생산하면서 16㎚를 생산하는 데 머물고 있는 세계 1위 TSMC를 기술적으로 압도하고 있다. 지난 12일에는 숙원이었던 모뎀칩과 프로세서를 하나로 합친 ‘원칩’ 개발에도 성공했다.

이런 삼성전자 시스템반도체 사업부에도 고민이 있다. 동업자인 세계 2위 파운드리(반도체 수탁생산) 업체 글로벌파운드리의 수율(전체 생산량 중 출고 가능한 제품의 비중) 문제다.

삼성은 AP를 자체 설계해 생산하기도 하고, 다른 회사가 설계한 도면을 받아 대신 만들어주기도 한다. 다른 회사가 설계한 반도체를 위탁 생산하는 게 파운드리 사업이다.

애플, 퀄컴 등이 삼성전자의 AP 고객사다. 삼성은 애플의 주문을 받아 14㎚ AP를 생산하고 있다. 애플에서 주문을 받으면 삼성이 전량을 위탁 생산하지 않고, 글로벌파운드리와 나눠서 생산한다. 두 회사는 지난해 14㎚ AP를 공동 개발하며 협력관계를 맺었다.

삼성이 글로벌파운드리와 손잡은 건 최대 고객인 애플의 변심 가능성 때문이다. 애플은 새 모델이 나올 때 파운드리 업체를 바꾸는 경우가 많다.

예를 들어 아이폰6S용 AP는 삼성에 전체의 70%를 맡겼다가, 아이폰7을 팔 때에는 TSMC에 전부 다 납품을 맡길 수도 있다. 이 때문에 삼성은 애플의 주문량에 따라 생산량을 탄력적으로 조절하기 위해 글로벌파운드리와 손잡았다는 게 업계의 설명이다.

문제는 글로벌파운드리의 수율이 좋지 않다는 데 있다. 업계에 따르면 글로벌파운드리의 14㎚ AP 수율은 50% 안팎인 것으로 전해졌다. 제대로 물량을 생산해 공급하기엔 턱없이 낮은 수율이라는 게 업계의 평가다.

동업자의 부진한 수율 때문에 삼성은 14㎚라는 앞선 기술을 보유하고도 애플의 발주물량을 충분히 수주하지 못하고 있는 것으로 알려졌다.

남윤선 기자 inklings@hankyung.com