삼성전자, 2027년 1.4나노 양산…"파운드리 선단공정 리더십 이어간다"

[남도영 기자]

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

삼성전자가 올해 세계 최초 GAA(게이트올어라운드) 3나노(nm·10억분의 1m) 양산에 이어 2027년 1.4나노 양산을 달성해 파운드리 선단 공정 리더십을 이어간다.

삼성전자는 3일(현지시간) 미국 실리콘밸리에서 '삼성 파운드리 포럼 2022'를 열고 이 같은 파운드리 신기술과 사업 전략을 공개했다.

3년만에 오프라인으로 개최된 올해 삼성 파운드리 포럼에는 팹리스 고객·협력사·파트너 등 500여명이 참석한 가운데 진행됐다. 이 자리에서 삼성전자는 파운드리 기술 혁신 응용처별 최적 공정 제공 고객 맞춤형 서비스 안정적인 생산 능력 확보 등을 앞세워 파운드리 사업 경쟁력을 강화해 나가겠다고 밝혔다.

삼성전자 파운드리사업부장 최시영 사장은 "고객의 성공이 삼성전자 파운드리사업부의 존재 이유"라고 강조하며 "삼성전자는 더 나은 미래를 창조하는 파트너로서 파운드리 산업의 새로운 기준이 되겠다"고 말했다.

'선단 공정+차세대 패키징 적층' 혁신 이어간다

삼성전자는 선단 파운드리 공정 혁신과 함께 차세대 패키징 적층 기술 개발에 박차를 가하고 있다고 전했다.

삼성전자는 2015년 핀펫(FinFET) 트랜지스터를 세계 최초로 양산하고, 지난 6월 GAA 트랜지스터 기술을 적용한 3나노 1세대 공정 양산을 세계 최초로 시작했으며, 앞선 양산 노하우를 기반으로 3나노 응용처를 확대하고 있다. 또 삼성전자는 GAA 기반 공정 기술 혁신을 지속해 2025년에는 2나노, 2027년에는 1.4나노 공정을 도입할 계획이다.

삼성전자는 공정 혁신과 동시에 2.5D/3D 이종 집적 패키징 기술 개발도 가속화한다. 특히 삼성전자는 3나노 GAA 기술에 삼성 독자의 MBCFET(Multi Bridge Channel FET) 구조를 적용하는 한편, 3D IC 솔루션도 제공하며 고성능 반도체 파운드리 서비스를 제공할 예정이다.

삼성전자는 2015년 고대역폭 메모리 HBM2의 성공적인 출시를 시작으로 2018년 실리콘 인터포저 위에 로직과 HBM을 배치하는 2.5D 패키지 기술 'I-Cube', 2020년 웨이퍼 상태의 복수의 칩을 위로 얇게 적층하는 3D 패키지 기술 'X-Cube' 등 패키징 적층 기술 혁신을 지속해 나가고 있다.

삼성전자는 일반 범프 대비 더 많은 I/O를 패키징에 넣을 수 있는 'u-Bump'(micro Bump)형 X-Cube를 2024년에 양산하고, 2026년에는 패키징에서 범프를 없애고 더 많은 I/O를 삽입하는 'Bump-less'형 X-Cube를 선보일 계획이다.

2027년 모바일 이외 제품군 50% 이상으로 확대

삼성전자는 HPC(고성능컴퓨팅), 오토모티브(차량용 반도체), 5G, 사물인터넷(IoT) 등 고성능 저전력 반도체 시장을 적극 공략해, 2027년까지 모바일을 제외한 제품군의 매출 비중을 50% 이상으로 키워 갈 계획이다.

삼성전자는 지난 6월 세계최초로 3나노 공정 기반의 HPC 제품을 양산한데 이어, 4나노 공정을 HPC와 오토모티브로 확대한다. eNVM(embedded Non-Volatile Memory)과 RF도 다양한 공정을 개발해 고객 니즈에 맞춘 파운드리 서비스를 제공한다.

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.

'SAFE' 생태계 확대해 고객 맞춤형 서비스 강화

삼성전자는 2022년 현재 56개 설계자산(IP) 파트너와 4000개 이상의 IP를 제공하고 있으며, 디자인솔루션파트너(DSP), 전자설계자동화(EDA) 분야에서도 각각 9개, 22개 파트너와 협력하고 있다. 또한 9개 파트너와 클라우드(Cloud) 서비스 및 10개 OSAT(Outsourced Semiconductor Assembly and Test) 파트너와 패키징 서비스를 제공하고 있다.

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

삼성전자는 '삼성 파운드리 포럼'에 이어 4일 'SAFE 포럼(Samsung Advanced Foundry Ecosystem Forum)'도 개최하고, EDA, IP, OSAT, DSP, Cloud 분야 파트너들과 파운드리 신기술과 전략을 소개할 예정이다.

2027년 선단 공정 생산능력 3배 확대

삼성전자는 2027년까지 선단 공정 생산능력을 올해 대비 3배 이상 확대해 고객 니즈에 적극 대응할 계획이라고 밝혔다.

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

특히 삼성전자는 앞으로 '쉘 퍼스트(Shell First)' 라인 운영으로 시장 수요에 신속하고 탄력적으로 대응할 예정이다. '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 진행할 계획이며 향후 국내외 글로벌 라인 확대 가능성도 밝혔다.

남도영 기자 hyun@techm.kr

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