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▲25일 경기 화성캠퍼스에서 열린 GAA기반 3나노 파운드리 반도체 양산 출하식에서 경계현 삼성전자 대표이사, 이창양 산업통상자원부 장관, 최시영 삼성전자 파운드리사업부 사장(왼쪽부터)이 기념촬영을 하고 있다. |
삼성전자는 25일 경기 화성캠퍼스에서 차세대 트랜지스터 기술인 게이트올어라운드(GAA)를 적용한 3나노 파운드리 제품 양산 출하식을 열었다. 이날 행사는 이창양 산업통상자원부 장관, 경계현 삼성전자 DS(반도체)부문장 대표이사 사장을 비롯한 삼성전자 임직원,협력사 대표 등이 참석했다.
경계현 삼성전자 사장은 "이번 제품 양산으로 파운드리 사업에 한 획을 그었다"며 "핀펫 트랜지스터가 기술적 한계에 다다랐을 때 새로운 대안이 될 GAA 기술 조기 개발에 성공한 것은 무에서 유를 창조하는 혁신적인 결과"라고 평가했다.
이창양 산업통상자원부 장관은 축사에서 "치열한 미세공정 경쟁에서 앞서기 위해 삼성전자와 시스템반도체 업계, 소·부·장(소재·부품·장비) 업계가 힘을 모아달라"며 "정부도 지난주 발표한 ‘반도체 초강대국 달성전략’을 바탕으로 민간 투자 지원, 인력 양성, 기술 개발, 소부장 생태계 구축에 전폭적인 노력을 아끼지 않을 것"이라고 격려했다.
◇시스템반도체서 18년만에 대만 TSMC 기술력 추월
삼성전자 3나노 반도체 양산은 미세공정뿐만 아니라 차세대 트랜지스터 구조인 GAA가 세계 최초로 적용됐다는 점에서 관심이 높다. 삼성전자에 따르면 3나노 GAA 1세대 공정은 기존 5나노 핀펫 공정과 비교해 전력은 45% 절감하면서도 성능을 23% 높인다. 동시에 면적은 16% 줄여 생산효율이 개선된다. TSMC에 견줘 시장 후발주자인데다 기술력도 뒤처져있다고 평가받아온 삼성전자가 반전 계기를 마련한 셈이다. 삼성전자가 기술력 면에서 TSMC를 앞서는 것은 지난 2004년 파운드리 사업 진출 이후 18년만에 처음이다.
삼성전자는 지난 2000년대 초 GAA 트랜지스터 구조 연구를 시작했다. 이후 2017년 3나노 공정에 본격 적용해 지난달 세계 최초로 GAA 기술이 적용된 3나노 공정 양산을 발표했다. 삼성전자는 3나노 GAA 공정을 고성능 컴퓨팅(HPC)에 처음으로 적용하고, 주요 고객들과 모바일 시스템온칩(SoC) 제품 등 다양한 제품군에 확대 적용을 위해 협력하고 있다. 삼성전자는 화성캠퍼스에서 3나노 GAA 파운드리 공정 제품 양산을 시작했으며 향후 평택캠퍼스까지 확대해 나갈 예정이다.
◇파운드리 시장 1위 도약 계기 마련…경제안보에도 기여
초미세공정 경쟁 구도에서 삼성전자가 승기를 잡으면서 향후 점유율 구도에도 변화가 예상된다. 현재 파운드리 시장은 TSMC가 절반 이상을 과점하고 있다. 삼성전자 점유율은 약 20% 내외로 TSMC 절반에도 미치지 못한다. 하지만 삼성전자가 초미세공정 중심으로 투자를 확대하며 10나노 이하 첨단반도체 시장에서는 점유율 격차가 6대4 수준으로 줄어든다.
업계는 3나노 반도체 출하가 삼성전자에 선점효과를 가져다줄 것으로 분석한다. 시장조사업체 옴디아에 따르면 3나노 파운드리 매출은 2024년 기존 5나노 매출을 넘어서 2025년까지 연평균 85% 늘어날 것으로 전망했다.
세계적인 반도체 공급망 경색으로 첨단 반도체 제조시설이 국가 안보자산으로 평가받는 상황에서 삼성전자가 첨단 반도체 생산능력을 국내에서 확보했다는 점은 경제안보 차원에서도 의미가 크다는 평가가 나온다. 산업부 관계자는 "앞으로 메모리반도체 생산기지이자 첨단 시스템반도체 생산기지로서 세계 반도체 공급망에 기여하는 대한민국 위상이 한층 높아질 것으로 기대된다"고 전했다.
문제는 수율을 얼마나 빠르게 안정화하느냐다. 중장기적인 수주 및 고객사 확대를 위해서는 안정적인 생산능력으로 신뢰를 얻어야한다. 고객사가 원하는 물량을 원하는 시기에 공급하는 능력도 파운드리 기술력을 결정하는 척도 중 하나다. 삼성전자는 올해 초 퀄컴으로부터 차세대 애플리케이션프로세서(AP)인 ‘스냅드래곤 8 1세대’를 전량 수주했지만 수율 논란이 불거지며 차기작 물량은 TSMC로 넘어가는 것을 지켜봐야 했다.
업계 관계자는 "삼성전자가 3나노 반도체 양산을 시작하고 성공적으로 제품 출하가 이어진다면 엔비디아와 퀄컴 등 과거 삼성전자에 주력제품 조달을 맡겼던 업체들은 다시금 고객사로 확보하며 TSMC와 파운드리 경쟁을 이어갈 동력을 확보할 수 있을 것"이라고 말했다.
jinsol@ekn.kr
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