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▲미국 캘리포니아주 샌프란시스코 실리콘밸리에서 지난 3일(현지 시간) ‘삼성 파운드리 포럼 2022’가 열렸다. 최시영 삼성전자 파운드리사업부장 사장이 발표하는 모습. |
[에너지경제신문 이진솔 기자] 삼성전자가 5년 뒤 1.4㎚(나노미터) 공정 반도체를 파운드리(수탁생산) 사업을 통해 양산하겠다는 계획을 공개했다. 세계 시장 1위이자 강력한 경쟁사인 대만 TSMC가 아직 1나노급에 대한 진입 일정을 밝히지 않은 상황에서 삼성전자가 먼저 치고 나가는 모양새다.
삼성전자는 미국 캘리포니아주 샌프란시스코 실리콘밸리에서 지난 3일(현지 시간) 열린 ‘삼성 파운드리 포럼 2022’에서 파운드리 부문에서 2027년 1.4나노 공정 반도체를 양산하겠다고 밝혔다. 이날 행사에서 삼성전자는 파운드리 사업 전략과 생산 능력 확보 방안 등도 공개했다. 3년만에 오프라인으로 열린 올해 삼성 파운드리 포럼에는 팹리스 고객·협력사·파트너 등 500여명이 참석했다.
삼성전자가 ‘1나노’ 공정 진입 시점을 발표한 사례는 이번이 처음이다. 삼성전자는 현재 3나노 공정 반도체 양산 체계를 갖추고 오는 2025년 2나노 공정 반도체를 생산할 예정이다.
앞서 삼성전자는 지난 2015년 ‘핀펫’ 트렌지스터를 세계 최초로 양산한 데 이어 지난 6월 ‘게이트올어라운드(GAA)’ 트렌지스터를 적용한 3나노 1세대 공정을 통해 세계 최초로 ‘3나노’ 벽을 넘어섰다. 현재는 양산 노하우를 바탕으로 3나노 공정 반도체 응용처를 확대하고 있다고 회사 측은 설명했다.
삼성전자는 파운드리 후공정 영역에서는 2.5D와 3D ‘이종 집적’ 패키징 기술 등 적층 기술 개발에도 속도를 내고 있다고 밝혔다. 이종 집적이란 종류가 다른 칩을 마치 한 칩처럼 결합하는 기술을 의미한다. 칩을 수직으로 쌓으면 3차원(3D) 패키징, 수평으로 배열하면 2.5차원(2.5D) 패키징이라 부른다. 삼성전자는 3나노 GAA 기술에 독자 개발한 ‘MBCFET’ 구조를 적용하는 한편 3D IC 솔루션도 제공하며 고성능 반도체 파운드리 서비스를 제공할 예정이다.
삼성전자는 2015년 고대역폭 메모리 HBM2 출시를 시작으로 2018년 2.5D ‘아이큐브(I-Cube), 2020년 3D ‘엑스큐브(X-Cube)’ 등 패키징 적층 기술 혁신을 지속해 나가고 있다. 이에 그치지 않고 집적 시 연결고리 역할을 하는 범프를 최소화해 성능을 높인 ’마이크로 범프’형 엑스큐브를 2024년 양산한다. 이어 2026년에는 범프를 아예 없앤 엑스큐브를 선보일 방침이다.
삼성전자는 △고성능컴퓨팅(HPC) △오토모티브(차량용 반도체) △5세대(5G) 이동통신 △사물인터넷(IoT) 등 고성능 저전력 반도체 시장을 공략해 2027년까지 모바일을 제외한 제품군 매출 비중을 50% 이상으로 키워 갈 계획이라고 밝혔다. 이를 위해 지난 6월 세계 최초로 3나노 공정 기반 HPC 제품을 양산한 데 이어 4나노 공정을 HPC와 오토모티브로 확대할 방침이다.
임베디드 비휘발성 메모리(eNVM)와 무선주파수(RF)도 다양한 공정을 개발해 각각 차량 및 이동통신 고객에 맞춘 파운드리 서비스를 제공하기로 했다. 삼성전자는 현재 양산 중인 28나노 차량용 eNVM 솔루션을 2024년 14나노로 확대하고 향후 8나노 eNVM 솔루션을 위한 기술도 개발 중이다. 삼성전자는 RF 공정 서비스도 확대한다. 삼성전자는 현재 양산 중인 14나노 RF 공정에 이어 세계 최초로 8나노 RF 제품 양산에 성공했으며 5나노 RF 공정도 개발 중이다.
삼성전자는 현재 56개 설계자산(IP) 파트너와 4000개가 넘는 IP를 제공하고 있으며 디자인솔루션파트너(DSP), 전자설계자동화(EDA) 분야에서도 각각 9개, 22개 파트너와 협력하고 있다고 밝혔다. 또 9개 파트너와 클라우드 서비스 및 10개 패키징·테스트 아웃소싱(OSAT) 파트너와 패키징 서비스를 제공하고 있다고 발표했다.
향후 향상된 성능과 기능, 신속한 납기, 가격경쟁력을 갖춘 맞춤형 서비스를 강화해 새로운 팹리스 고객을 발굴하는 한편 하이퍼스케일러와 스타트업 등 신규 고객도 유치할 방침이다.
삼성전자는 반도체 수요 급증에 대응하기 위한 ‘셸 퍼스트’ 전략도 소개했다. 클린룸을 먼저 건설하고 향후 시장 수요에 맞춰 탄력적으로 설비투자를 하겠다는 의미다. 우선 미국 텍사스주 테일러 파운드리 1라인에 이어 투자할 2라인을 셸 퍼스트 전략에 따라 진행할 계획이며 향후 국내외 라인 확대 가능성도 밝혔다.
삼성전자는 2027년까지 선단 공정 생산능력을 올해 대비 3배 이상 확대할 방침이다. 현재 경기도 평택, 화성 및 미국 테일러에 선단 공정 파운드리 제조 라인을 운영하고 있으며 경기도 화성과 기흥, 미국 텍사스주 오스틴에서는 성숙 공정을 양산하고 있다.
최시영 삼성전자 파운드리사업부장 사장은 "고객 성공이 삼성전자 파운드리사업부 존재 이유"라며 "삼성전자는 더 나은 미래를 창조하는 파트너로서 파운드리 산업의 새로운 기준이 되겠다"고 말했다.
jinsol@ekn.kr
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