반도체 경쟁의 패러다임 전환
애플이 9월 9일 공개한 아이폰18 프로에 2나노미터 AP A20 프로를 탑재하면서 반도체 경쟁이 새 국면에 접어들었다. 업계에서는 TSMC의 N2 공정으로 생산된 것으로 파악한다. 동시에 삼성전자는 엑시노스2600을 갤럭시S26에 탑재했는데, 2나노 게이트올어라운드(GAA) 공정을 적용한 제품이다.
지금까지 반도체 경쟁은 공정 미세화에 집중했다. 하지만 온디바이스 AI 확산으로 AP의 연산량이 증가하면서, 발열 관리가 핵심 경쟁 요소로 떠올랐다. 공정의 크기만이 아니라 발생하는 열을 어떻게 효율적으로 제어할 것인가가 승패를 가르는 시대가 온 것이다.
패키징 혁신으로 발열 문제 해결
기존 모바일 AP는 프로세서 위에 D램을 적층하는 PoP(패키지온패키지) 구조를 사용했다. AP에서 발생한 열이 위의 D램 패키지에 가로막혀 외부 배출이 제한되는 문제가 있었다.
애플은 이를 직접 해결했다. A20 프로의 패키징은 TSMC의 웨이퍼레벨멀티칩모듈(WMCM) 기술을 적용해, AP와 메모리를 나란히 배치했다. 신호 전달 경로를 단축하면서 동시에 열을 외부로 더 직접 전달하는 구조다.
삼성은 다른 방법을 택했다. 엑시노스2600에 히트패스블록(HPB) 기술을 적용했는데, 업계 최초다. D램 패키지 면적을 기존의 절반으로 축소함으로써 열 배출 경로를 확보했다.
기술 노선의 갈림길
두 기업의 기술 방향이 다르다. 삼성의 GAA는 트랜지스터 게이트가 채널을 둘러싸 더 정밀한 전류 제어를 가능하게 한다. TSMC의 N2는 기존 FinFET 기반 미세화를 이어간다. GAA가 이론상 더 높은 전력 효율을 약속하지만, 실제 양산 성과는 시장의 판단이 필요하다.
더 주목할 점은 패키징 전략의 차이다. 애플은 신호 단순화에, 삼성은 열 극대화에 초점을 맞췄다. 같은 2나노지만 최적화 방향이 다른 것이다.
향후 경쟁의 흐름
온디바이스 AI 수요 증가는 AP의 고성능화를 계속 견인할 것이고, 이는 발열을 더욱 심화시킨다. 따라서 향후 반도체 경쟁은 공정뿐 아니라 패키징, 열관리 솔루션까지 전공정에 걸쳐 전개될 것으로 보인다. 삼성과 TSMC가 각각 다른 기술 노선을 고수하는 이유도 자신의 기술 계열이 주류가 될 것이라는 확신 때문이다.
결론
2나노 시대의 반도체 경쟁은 더 이상 미세화 경쟁만이 아니다. 발열을 관리하면서 성능을 유지하는 기술력이 실제 승패를 가른다. A20 프로와 엑시노스2600이 각각 WMCM과 HPB를 내세운 배경이 여기 있다.
실무 적용 시 확인할 사항:
- 갤럭시S26과 아이폰18의 실제 온도·소비전력 데이터 비교
- 온디바이스 AI 성능의 실사용 환경 검증
- 삼성 파운드리·TSMC의 차세대 공정 로드맵 추적
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