삼성, TSMC 따돌릴 승부수 던졌다…"2027년 1.4나노 양산"

[머니투데이 한지연 기자]

10월 3일(현지시간) 미국 실리콘밸리에서 열린 '삼성 파운드리 포럼 2022'에서 최시영 파운드리사업부장(사장)이 발표를 하고 있는 모습/사진제공=삼성전자

삼성전자가 파운드리(시스템반도체 위탁생산) 글로벌 1위 목표를 향한 속도를 올린다. 올해 6월 세계 최초로 GAA(게이트올어라운드) 트랜지스터 기술을 적용한 3나노미터(nm, 1nm는 10억분의 1m)공정 양산을 시작한 삼성전자는 2027년엔 1.4나노를 양산하며 선단 공정 리더십을 강화한단 계획이다.

삼성전자가 1.4나노 양산 로드맵을 공식적으로 밝힌 것은 이번이 처음이다. 계획대로라면 3나노에 이어 또 한번 경쟁자인 대만 TSMC를 제치고 최선단 공정 기술력을 갖게 된다.

삼성전자가 3일(현지시간) 미국 실리콘밸리에서 '삼성 파운드리 포럼 2022'를 열고, 파운드리 신기술과 사업 전략을 공개했다.

삼성 파운드리 포럼은 코로나19(COVID-19)이후 3년만에 오프라인으로 개최됐다. 팹리스(반도체 설계)고객과 협력사, 파트너 등 500여 명이 참석했다.

삼성전자는 △파운드리 기술 혁신 △응용처별 최적 공정 제공 △고객 맞춤형 서비스 △안정적인 생산 능력 확보 등을 앞세워 파운드리 사업 경쟁력을 강화해 나가겠다고 이날 밝혔다.

최시영 삼성전자 파운드리사업부장(사장)은 "고객의 성공이 삼성전자 파운드리사업부의 존재 이유"라며 "삼성전자는 더 나은 미래를 창조하는 파트너로서 파운드리 산업의 새로운 기준이 되겠다"고 말했다.

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파운드리 기술 혁신 박차…2027년엔 1.4나노 양산
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이를 위해 파운드리 기술 혁신과 차세대 패키징 적층 기술 개발에 박차를 가한다. 삼성전자는 GAA 기반 공정 기술 혁신을 지속해 2025년에는 2나노, 2027년에는 1.4나노 공정을 도입하겠다고 밝혔다.

삼성전자는 공정 혁신과 동시에 2.5D/3D 이종 집적 패키징 기술 개발도 가속화한다.

특히 삼성전자는 GAA공정에 전력효율을 극대화한 삼성전자만의 독자 MBCFET(Multi Bridge Channel FET) 구조를 적용하면서 3D IC 솔루션(보안솔루션)도 제공할 예정이다.

삼성전자는 u-Bump(micro Bump)형 X-Cube를 2024년에 양산하고, 2026년에는 Bump-less형 X-Cube를 선보일 계획이다. u-Bump(micro Bump)은 일반 범프 대비 더 많은 I/O(입출력)단자를 패키징에 넣을 수 있어 더 많은 데이터 처리가 가능 Bump-less는 패키징에서 범프를 없애고 더 많은 I/O 삽입이 가능해 데이터의 처리 양을 u-Bump 보다 더 많게 구현할 수 있다.

삼성전자는 앞서 2015년 고대역폭 메모리 HBM2 출시를 시작으로 2018년 I-Cube(2.5D), 2020년 X-Cube(3D) 등 패키징 적층 기술 혁신을 지속해 나가고 있다. I-Cube는 실리콘 인터포저 위에 로직과 HBM을 배치하는 2.5D 패키지 기술이다. X-Cube는 웨이퍼 상태의 복수의 칩을 위로 얇게 적층하는 3D 패키지 기술이다.

10월 3일(현지시간) 미국 실리콘밸리에서 열린 '삼성 파운드리 포럼 2022'에서 최시영 파운드리사업부장(사장)이 발표를 하고 있는 모습/사진제공=삼성전자

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고성능 반도체 비중 절반 이상으로
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삼성전자는 고성능 저전력 반도체 시장 공략으로 2027년까지 모바일을 제외한 제품군의 매출 비중을 절반 이상으로 키운다는 계획이다. HPC(고성능컴퓨팅), 오토보티브(차량용반도체), 5G(5세대 이동통신), IoT(사물인터넷) 등이 고성능 저전력 반도체다.

삼성전자는 4나노 공정을 HPC와 오토모티브로 확대하고 eNVM(임베디드 비휘발성메모리)과 RF(라디오프리퀀시)도 다양한 공정을 개발해 고객 니즈에 맞춘 파운드리 서비스를 제공한다.

삼성전자는 "지난해 파운드리 고객수는 5G RF, 오토모티브 고객 증가에 힘입어 2019년 대비 2배 이상 증가했다"며 "2027에는 5배 이상 확보하는 것을 목표로 하고 있다"고 밝혔다.

삼성전자는 현재 양산 중인 28나노 차량용 eNVM 솔루션을 2024년 14나노로 확대하고, 향후 8나노 eNVM 솔루션을 위한 기술도 개발 중이다. RF 공정 서비스도 확대한다. 현재 양산 중인 14나노 RF 공정에 이어 세계 최초로 8나노 RF 제품 양산에 성공했으며, 5나노 RF 공정을 개발하고 있다.

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고객맞춤형 서비스 강화
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삼성전자는 2022년 현재 기준 56개 설계자산(IP) 파트너와 4000개 이상의 IP를 제공하고 있다. 디자인솔루션파트너(DSP), 전자설계자동화(EDA) 분야에서도 각각 9개, 22개 파트너와 협력하고 있다. 또 9개 파트너와 클라우드 서비스, 10개 OSAT(반도체 조립과 테스트 외부업체)파트너와 패키징 서비스를 제공하고 있다.

삼성전자는 향상된 성능과 기능, 신속한 납기, 가격경쟁력까지 갖춘 맞춤형 서비스를 강화해 새로운 팹리스 고객을 발굴하는 한편 하이퍼스케일러(대규모 데이터센터 운영 기업), 스타트업 등 신규 고객도 적극 유치할 계획이다.

삼성전자는 이날 파운드리 포럼에 이어 4일 SAFE 포럼을 개최하고, EDA, IP, OSAT, DSP, Cloud 분야 파트너들과 파운드리 신기술과 전략을 소개할 예정이다.

10월 3일(현지시간) 미국 실리콘밸리에서 열린 '삼성 파운드리 포럼 2022'에 참가한 참석자들의 모습/사진제공=삼성전자

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'쉘 퍼스트'로 시장 수요에 신속 대응
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삼성전자는 2027년 선단 공정 생산능력을 올해 대비 3배 이상 확대한다.

삼성전자는 평택, 화성과 미국 테일러에서 선단 공정 파운드리 제조 라인을 운영하고, 화성, 기흥과 미국 오스틴에서는 성숙 공정을 양산하고 있다.

앞으로 '쉘 퍼스트(Shell First)' 라인 운영으로 시장 수요에 신속하고 탄력적으로 대응한다. '쉘 퍼스트'는 클린룸을 선제적으로 건설하고, 향후 시장 수요와 연계한 탄력적인 설비 투자로 안정적인 생산 능력을 확보해 고객 수요에 적극 대응한다는 의미다.

삼성전자는 미국 테일러 파운드리 1라인에 이어 투자할 2라인을 '쉘 퍼스트'에 따라 진행한다. 향후 국내외 글로벌 라인 확대 가능성도 밝혔다.

삼성전자는 이날 미국(실리콘밸리)을 시작으로, 7일 유럽(독일 뮌헨), 18일 일본(도쿄), 20일 한국(서울)에서 순차적으로 '삼성 파운드리 포럼'을 개최하고 각 지역별 고객 맞춤형 솔루션을 소개할 계획이다.

오프라인 참석이 어려운 글로벌 고객을 위해 21일부터 온라인으로도 행사 내용을 공개할 예정이다.

한지연 기자 vividhan@mt.co.kr

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