세계 1위 파운드리(반도체 위탁생산) 기업인 대만 TSMC가 미국 애리조나주 피닉스 '팹21(Fab 21)'에서 엔비디아의 차세대 인공지능(AI) 가속기 '블랙웰(Blackwell)' 생산을 위한 첫 웨이퍼를 출하했다. 2020년 공장 건설 발표 이후 5년여 만에 거둔 첫 결실이다. 

2025년 11월 19일, 미 반도체 업계는 이를 두고 "미국 반도체 제조업의 역사적 회귀"라며 환호했다. 하지만 화려한 축포 뒤에는 '전공정은 미국, 후공정은 대만'이라는 기형적 생산 구조의 한계가 여전히 숙제로 남았다.

외신과 업계 동향을 종합하면, TSMC와 엔비디아는 지난 10월 팹21에서 생산된 첫 4나노미터(4N) 공정 기반의 블랙웰 웨이퍼를 공개했다. 젠슨 황 엔비디아 CEO는 "미국 역사상 가장 중요한 칩이, 가장 앞선 공장을 통해 바로 이곳 미국 땅에서 생산됐다"고 강조했다. 이는 단순한 시제품 생산을 넘어, 바이든 행정부가 추진해 온 '반도체법(CHIPS Act, 칩스법)'이 실질적인 제조 성과로 이어지기 시작했음을 알리는 상징적 장면이다.

美서 만들고도 대만행…'절반의 성공'

그러나 냉정히 뜯어보면 이번 생산은 '절반의 성공'에 가깝다. 엔비디아는 '대량 생산(Volume Production)' 단계 진입을 선언했지만, 애리조나에서 갓 구워진 웨이퍼가 곧바로 AI 데이터센터에 투입될 수는 없기 때문이다. 

반도체 제조의 핵심인 전공정(웨이퍼 회로 그리기)은 미국에서 끝났지만, 이를 칩 형태로 조립하고 마감하는 후공정(패키징) 설비가 미국에는 없다.

특히 블랙웰 같은 초고성능 AI 반도체는 GPU와 고대역폭메모리(HBM)를 수직으로 쌓아 연결하는 TSMC만의 첨단 패키징 기술인 'CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate)'가 필수적이다. 현재 애리조나 팹에는 이 고난도 패키징 라인이 구축되지 않았다. 결국 '미국산' 웨이퍼는 다시 태평양을 건너 대만으로 보내져야만 완제품이 된다. 진정한 의미의 '공급망 자립'과는 거리가 있다는 지적이 나오는 이유다. 물류 동선이 꼬이면서 생산 효율성은 떨어지고, 지정학적 위기 발생 시 공급망 단절 리스크도 완전히 해소되지 않는다.

비용보다 안보…'메이드 인 USA'의 대가

경제성 측면에서도 애리조나 공장은 난제가 많다. 업계 분석에 따르면 미국 내 생산 비용은 대만 대비 5~20%가량 높다. 고임금 구조와 인력난, 자원 조달 비용 상승 탓이다. 팹21 가동 과정에서도 이미 인력 수급 문제와 장비 설치 지연, 인허가 이슈 등으로 수차례 홍역을 치른 바 있다.

그럼에도 미국 정부와 TSMC가 이 프로젝트를 밀어붙이는 명분은 명확하다. 바로 '안보'다. TSMC와 미 정부 관계자들은 높은 비용을 감수하더라도 공급망의 핵심 거점을 미국 내에 두는 것이 '기술 주권'과 직결된다고 본다. 유사시 대만 해협이 봉쇄되더라도, 최소한의 칩 설계와 웨이퍼 제조 역량을 자국 내에 보유함으로써 국가 안보 리스크를 헤지(Hedge, 위험 회피 행위)하겠다는 전략이다.

'기가팹'으로 밸류체인 완성 노려

TSMC는 현재의 한계를 극복하기 위해 애리조나 단지를 단순 공장이 아닌 거대 생산 기지인 '기가팹 클러스터(Gigafab Cluster)'로 확장하겠다는 구상을 갖고 있다. 향후 투자 단계에서는 미국 내에 첨단 패키징 라인까지 구축해, 웨이퍼 생산부터 최종 조립까지 '원스톱'으로 처리할 수 있는 시스템을 갖추겠다는 것이다.

이번 블랙웰 웨이퍼 생산은 미국이 잃어버린 제조 경쟁력을 되찾기 위한 긴 여정의 첫발이다. 

설계도(Blueprint)에 머물던 계획이 실체(Reality)로 구현되었다는 점에서 그 의미는 결코 가볍지 않다. 비록 당분간 대만 의존도는 지속되겠지만, 미국은 이제 글로벌 반도체 공급망의 최상단으로 복귀하기 위한 교두보를 확보했다. 이는 향후 글로벌 기술 패권 경쟁에서 미국이 쥔 가장 강력한 카드가 될 전망이다.