TSMC, 560억 달러 규모 확장 계획에도 AI 칩 부족 2027년 이후까지 지속 전망

TSMC가 2026년 설비투자에 역대 최대인 560억 달러를 투입할 예정이지만, 고성능 AI 칩의 전 세계적 부족 현상은 2027년 이후까지 이어질 것으로 전망됩니다. 세계 칩 제조 시장을 장악하고 있는 TSMC의 생산 능력 부족은 엔비디아, 애플, AMD 등 차세대 제품을 위해 TSMC의 최첨단 제조 공정에 의존하는 거대 기술 기업들에게 지속적인 병목 현상이 될 것임을 시사합니다.

C.C. 웨이 TSMC CEO는 최근 실적 발표에서 "수년간 이어질 AI 메가트렌드에 대한 우리의 확신은 여전히 높으며, 반도체 수요가 매우 근본적인 수준에서 지속될 것으로 믿는다"고 말했습니다. 또한 "우리의 평가에 따르면 강력한 AI 애플리케이션 수요를 충족하기 위해 N3 공정 역량을 확대하고자 설비투자를 늘리고 있다"고 덧붙였습니다.

이번 투자 계획은 매출이 전년 대비 40.6% 급증한 359억 달러를 기록한 블록버스터급 1분기 실적에 따른 것입니다. AI 가속기를 포함하는 고성능 컴퓨팅(HPC) 카테고리가 1분기 매출의 61%를 차지했습니다. 하이엔드 GPU에 필수적인 최첨단 3나노미터(3nm) 및 5나노미터 공정 기반 칩은 각각 매출의 25%와 36%를 차지했습니다.

지속적인 공급 부족은 반도체 제조에 필요한 막대한 리드 타임과 자본 집약도를 극명하게 보여주며, AI 섹터 전체에 구조적인 역풍을 형성하고 있습니다. 이러한 투자는 장비 공급업체들에게는 호재가 되겠지만, 향후 2~3년 동안 AI 서비스의 성장이 소프트웨어나 알고리즘이 아닌 물리적인 실리콘 확보 여부에 의해 제약받을 수 있음을 의미합니다. 이러한 역학 관계는 충분한 물량을 확보하지 못한 하이퍼스케일러와 칩 설계업체들의 수익에 영향을 미칠 수 있습니다.

글로벌 팹 발자국 확대

수급 불균형을 해결하기 위해 TSMC는 가장 강력한 AI 칩 생산에 사용되는 기술인 3nm 공정에 집중하여 야심 찬 글로벌 확장 계획을 실행 중입니다. 이 계획에는 2027년 상반기 양산을 목표로 하는 대만 타이난의 신규 팹과 2027년 하반기 가동 예정인 애리조나의 두 번째 팹이 포함됩니다. 일본의 세 번째 시설 또한 현재 3nm로 업그레이드될 예정이며, 2028년 생산을 목표로 하고 있습니다.

이러한 노력에도 불구하고 C.C. 웨이 CEO는 과제를 인정했습니다. 그는 "우리는 속도를 높이고 가능한 모든 장비를 들여오기 위해 매우 노력하고 있지만, 공급은 여전히 매우 타이트하다"고 말했습니다. 병목 현상은 웨이퍼 제조를 넘어 복잡한 AI 가속기 조립에 필수적인 CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate)와 같은 첨단 패키징 기술로까지 확장되고 있습니다. 골드만삭스 애널리스트들은 수요를 따라잡기 위해 TSMC의 CoWoS 생산 능력이 2027년까지 95% 성장해야 할 것으로 추정합니다.

경쟁사와 고객사의 반응

공급 부족 장기화로 인해 세계 최대 기술 기업들 중 일부는 공급망 다변화를 꾀하고 있습니다. 테슬라는 차세대 AI 칩을 위해 TSMC 및 삼성과 모두 협력하는 한편, 인텔의 '테라팹' 이니셔티브와도 파트너십을 맺고 있는 것으로 알려졌습니다. 인텔은 곧 출시될 14A 공정을 통해 주요 고객사를 확보하기를 기대하고 있습니다.

AI 시스템의 핵심 부품인 메모리 섹터에서도 압박이 느껴지고 있습니다. 니케이 아시아(Nikkei Asia) 보고서에 따르면 SK하이닉스와 삼성 같은 주요 생산 업체들은 고대역폭 메모리(HBM)를 우선시하고 있지만, 2027년까지 AI 관련 수요의 60%만을 충족할 수 있을 것으로 예상됩니다. 이러한 핵심 인접 시장의 병행 부족 현상은 2025년 TSMC 매출의 19%를 차지하며 최대 고객사가 된 엔비디아와 같은 기업들의 공급망을 더욱 복잡하게 만듭니다.

투자자들에게 TSMC의 상황은 기회와 위험을 동시에 보여줍니다. TSMC 주가는 지난 1년 동안 142% 급등하며 AI 붐에서의 필수적인 역할을 반영했습니다. 바클레이즈(Barclays)와 니덤(Needham) 같은 회사들의 애널리스트들은 목표 주가를 반복적으로 상향 조정했습니다. 하지만 전례 없는 지출에도 불구하고 수요를 충족하지 못하는 상황은 기술 섹터 전체의 성장을 억제할 수 있는 취약한 공급망을 드러내고 있습니다.

이 기사는 정보 제공만을 목적으로 하며 투자 조언을 구성하지 않습니다.