삼성전자의 모바일 애플리케이션 프로세서(AP) 엑시노스가 고성능 AP 시장에서 점차 존재감을 잃어가고 있다. 반면 퀄컴과 미디어텍은 3나노(㎚·10억분의1m) 공정을 앞세워 차세대 모바일 칩 시장에서 선두로 치고 나가는 모양새다. 엑시노스는 한때 삼성 플래그십 스마트폰의 핵심 AP로 자리 잡았으나 최근 성능 저하와 수율 문제로 경쟁사들에 밀리는 상황이다.
 
퀄컴과 미디어텍은 최근 3나노 공정으로 제작된 차세대 모바일 AP를 발표하며 시장을 선도하고 있다. 퀄컴은 오는 11월 열리는 '스냅드래곤 서밋'에서 차세대 모바일 AP인 스냅드래곤 8 4세대를 공개할 예정이다. 이 칩은 대만 TSMC의 3나노 공정을 통해 양산될 예정이며 내년 출시될 삼성 갤럭시 S25 시리즈에 탑재될 가능성이 높다. 전 세대보다 성능이 크게 향상될 것으로 기대되며 전력 소모 역시 크게 줄일 것으로 전망된다.

미디어텍도 퀄컴보다 한 발 앞서 지난 9일 플래그십 AP인 '디멘시티 9400'을 공개했다. 이 제품 역시 TSMC의 3나노 공정으로 제작됐으며 중국의 비보, 오포 등 주요 스마트폰 브랜드에 탑재될 예정이다. 벤치마크(성능평가) 테스트 결과에 따르면 디멘시티 9400은 퀄컴의 스냅드래곤 8 3세대와 비교해 성능 면에서 큰 차이를 보이지 않으면서도 가격 경쟁력에서는 우위를 점하고 있어 시장에서 주목받고 있다.
 
삼성전자는 2022년 세계 최초로 3나노 공정을 적용한 파운드리 양산을 시작했으나 수율 문제와 기술적 불안정으로 인해 TSMC와 격차가 벌어지고 있다. 퀄컴의 스냅드래곤 8 1세대는 삼성전자가 위탁 생산했으나 이후 2세대와 3세대 제품은 모두 TSMC가 생산을 맡게 되면서 삼성전자는 큰 타격을 입었다. 이번에도 퀄컴이 스냅드래곤 8 4세대의 양산을 TSMC에 맡길 가능성이 크다는 관측이 지배적이다.

삼성전자는 3나노 공정에서 GAA(게이트올어라운드) 기술을 적용해 전류 제어와 전력 효율을 높였지만 수율 문제를 해결하지 못한 것으로 파악된다. 특히 삼성 파운드리의 3나노 수율이 TSMC보다 현저히 떨어진다는 평가가 이어지며 엑시노스 2500의 갤럭시 S25 시리즈 탑재도 불투명해졌다. 이는 삼성전자가 주력하는 파운드리 사업의 수익성에도 부정적인 영향을 미칠 수 있다.
 
시장조사업체 카운터포인트리서치에 따르면 지난해 2분기 기준 모바일 AP 시장 점유율은 미디어텍 31%, 퀄컴 29%, 애플 19%, 삼성전자 6%였다. 그러나 2024년 2분기에는 미디어텍이 32%, 퀄컴이 31%, 애플이 13%, 삼성전자가 6%, 하이실리콘(화웨이)이 4%로 나타나며 삼성의 시장 점유율은 여전히 정체 상태를 보이고 있다. 이는 삼성전자가 모바일 AP 시장에서 경쟁사들에 밀리는 현 상황을 반영한 셈이다.

엑시노스 2500은 삼성전자가 3나노 공정으로 개발 중인 차세대 AP로 당초 갤럭시 S25 일반형 모델에 전량 탑재될 것으로 예상됐다. 하지만 수율 문제와 성능에서 퀄컴 스냅드래곤 8 4세대를 따라잡지 못하는 것으로 나타나면서 삼성이 갤럭시 S25 시리즈 중 울트라와 플러스 모델에 스냅드래곤을 전량 탑재할 가능성이 높아지고 있다. 여기에 일반형 모델은 미디어텍의 '디멘시티 9400'을 탑재할 가능성이 거론되고 있다.

업계에서는 엑시노스가 퀄컴과 미디어텍의 3나노 공정 제품에 비해 성능이 떨어진다는 평가가 나오고 있다. 특히 미디어텍의 디멘시티 9400은 전력 효율 면에서 퀄컴 스냅드래곤 8 3세대보다 약 35% 향상된 성능을 보여주고 있어 엑시노스는 성능과 효율 면에서 경쟁력이 위태로운 상황에 놓여 있는 것으로 보인다. 다만 삼성전자는 마지막까지 엑시노스 탑재를 고려할 것으로 알려졌다.
 
삼성전자는 엑시노스가 갤럭시 S25 시리즈에서 빠질 가능성이 커지면서 파운드리 사업에도 큰 타격을 입을 것으로 보인다. 지난 2021년 삼성전자는 2030년까지 파운드리를 포함한 시스템반도체 사업에 171조원을 투자해 TSMC를 따라잡겠다는 목표를 세웠지만 실현 가능성은 점차 불투명해지고 있다. 특히 엑시노스 2500의 성능마저 기대에 미치지 못하면 삼성 파운드리의 입지는 더욱 좁아질 전망이다.