Fatti: A. Dal 1973 al 2004 C._ ha lavorato come frontaliera presso la X._SA in qualità di operaia di produzione addetta al montaggio di piccoli elettrodomestici. Dopo essere rimasta assente per malattia dal 19 febbraio al 28 aprile 2004 e avere ancora lavorato fino al 30 aprile 2004, l'interessata è stata licenziata per il 31 luglio 2004. Il 13 giugno 2005 C._ ha presentato una domanda volta al conseguimento di una rendita dell'AI svizzera. Dagli accertamenti medici messi in atto - fra i quali figurano una perizia 17 agosto 2005 dell'Istituto nazionale italiano della previdenza sociale di A._ e una perizia pluridisciplinare 15 settembre 2006 del Servizio accertamento medico dell'AI (SAM) -, è in particolare emersa la diagnosi con influsso sulla capacità lavorativa di sindrome depressiva ricorrente e di disturbo della personalità dipendente nonché una inabilità lavorativa del 50 % nell'ultima attività esercitata come in ogni altra occupazione proponibile. Facendo stato di un reddito senza invalidità di fr. 31'945.- (anno di riferimento: 2004) e di un reddito base da invalido di fr. 48'584.-, poi ridotto, rispettivamente, del 4 %, 20 % e 50 %, per tenere conto della differenza tra il salario realizzato prima dell'invalidità e la (pretesa) media nel settore interessato, delle particolarità personali e professionali del caso (segnatamente: periodo di inattività, limitazioni per attività leggere, difficoltà di adattamento in una nuova attività dopo 30 anni presso lo stesso datore di lavoro ed età) nonché della (in)capacità lavorativa residua, l'Ufficio AI per gli assicurati residenti all'estero (UAI) ha assegnato un quarto di rendita, per un grado d'invalidità del 42 %, con effetto dal 1° febbraio 2005 (decisione del 13 marzo 2007). B. Assistita dal Patronato INAS, C._ si è aggravata al Tribunale amministrativo federale invocando l'attribuzione di tre quarti di rendita. In parziale accoglimento del ricorso, per pronuncia del 16 febbraio 2009 il Tribunale amministrativo federale le ha riconosciuto il diritto a una mezza rendita AI a decorrere dal 1° febbraio 2005 (cifra 1 del dispositivo) e ha rinviato gli atti all'amministrazione affinché, considerata la più recente evoluzione della situazione valetudinaria, avviasse una procedura di revisione della decisione di rendita (cifra 2 del dispositivo). Per il resto, ha riconosciuto all'assicurata una indennità per spese e ripetibili di fr. 700.- (cifra 4 del dispositivo). A motivazione del riconoscimento della mezza rendita, i primi giudici hanno osservato che, senza dover procedere a un'indagine comparativa dei redditi di riferimento, il grado d'invalidità corrispondeva all'incapacità lavorativa nella professione precedente ed era quantificabile nella misura del 50 %. C. L'UAI ha presentato ricorso in materia di diritto pubblico al Tribunale federale, al quale chiede di annullare il giudizio di primo grado relativamente alle cifre 1 e 4 del dispositivo e di confermare la propria decisione del 13 marzo 2007. Sempre patrocinata dal Patronato INAS, C._ propone la reiezione del gravame, mentre l'Ufficio federale delle assicurazioni sociali (UFAS) ha rinunciato a determinarsi.