삼성전자, TSMC에 선전포고... 글로벌 파운드리(반도체 수탁생산)의 왕좌는 누구의 것?

삼성전자는 2025년 2나노미터(㎚·1㎚는 10억분의 1m) 공정에서 모바일 칩을 양산하고 2026년 고성능 컴퓨팅, 2027년 자동차용으로 확대 적용할 계획입니다.

 

삼성전자 “2나노로 AI 시장 주도” TSMC에 ‘선전포고’ (chosun.com)

삼성전자 “2나노로 AI 시장 주도” TSMC에 ‘선전포고’

 

이를 통해 글로벌 파운드리(반도체 수탁생산) 1위 업체인 대만 TSMC를 맹추격하겠다는 전략입니다.

삼성전자는 27일(현지시간) 미국 실리콘밸리 시그니아힐튼호텔에서 ‘삼성 파운드리 포럼 2023’을 열고 2나노 양산 계획을 밝혔습니다. 삼성전자가 구체적인 2나노 양산 계획을 제시한 것은 이번이 처음인데요.

최시영 삼성전자 파운드리사업부 사장은 기조연설에서 “인공지능(AI) 혁명이 전 산업에서 새로운 시대를 열고 있다”며 “삼성전자는 AI 반도체에 가장 최적화된 트랜지스터 기술을 계속 혁신해 AI 기술 패러다임 변화를 주도하겠다”고 강조했습니다.

 

이에 앞서 경계현 삼성전자 디바이스솔루션(DS) 부문장(사장)은 지난달 대전 KAIST에서 열린 경연에서 "GAA에 대한 고객의 반응이 매우 좋다"고 소개했습니다. 경 사장은 "2나노 공정부터는 업계 1위도 GAA를 도입할 것"이라며 "5년 안에 기술로 업계 1위를 따라잡겠다"고 밝혔습니다.

조선일보

이날 포럼에서 삼성전자는 2나노 공정 로드맵을 설명하는 데 상당한 시간을 할애했습니다. 나노란 반도체 회로 선폭을 의미하는데요. 회로 선폭이 미세할수록 더 좋은 성능의 반도체를 생산할 수 있습니다.

 

이 회사에 따르면 2나노 공정은 3나노 대비 성능은 12%, 전력효율은 25% 높습니다. 삼성전자는 TSMC에 비해 파운드리 사업을 늦게 시작했지만, 최첨단 공정으로 TSMC와의 격차를 좁힐 수 있을 것으로 보고 있습니다.

 

특히, 삼성전자가 27일(현지시간) 공개한 파운드리사업 로드맵에는 ‘모바일 편중’이란 약점을 해소하기 위한 방안이 대거 포함됐습니다. △전기차용 칩 강화 △생산능력 확대 △패키징 턴키 서비스가 대표적입니다. 업계에선 삼성전자가 TSMC 추격을 위한 승부수를 던졌다는 평가가 나옵니다.

 

 

 

차세대 반도체 생산 집중

눈길을 끈 것은 삼성전자가 예고한 새로운 서비스입니다. 2025년부터 생산하겠다고 선언한 8인치 질화갈륨 전력반도체가 대표적입니다. 전력반도체는 기기에서 전력 변환과 제어를 담당합니다.

 

GaN은 차세대 전력반도체로, 실리콘 반도체의 물리적 한계를 극복해 성능 개선과 전력 절감을 극대화할 수 있다는 게 강점입니다.  질화갈륨 전력반도체는 실리콘이 아니라 화합물인 질화갈륨 웨이퍼에서 생산됩니다.

 

200도 이상 온도를 견딜 수 있고 내구성이 좋은 것으로 평가되는데요. 이 때문에 고온·고압 환경을 견뎌야 하는 전기차, 데이터센터 서버 등으로 적용 영역이 확대되고 있습니다.

 

2026년엔 11억달러(약 1조4000억원) 규모로 시장이 커질 것이란 전망도 나옵니다. 삼성전자는 올해 초 ‘전력반도체 태스크포스(TF)’를 조직하고 테스트라인을 준비 중인 것으로 알려졌습니다.

6세대(6G) 통신 시대에도 대비한다. 삼성전자는 5㎚ RF(radio frequency) 공정을 개발해 2025년 상반기부터 양산합니다. 5㎚ RF 공정에선 기존 14㎚ 대비 전력효율이 40% 이상 향상되고 면적은 50% 감소한 칩을 만들 수 있습니다.

패키징 턴키 서비스 개시

삼성전자는 또 글로벌 반도체 부품사·팹리스·IP(설계자산) 업체들과 후공정 기술 개발을 위한 ‘최첨단 패키징 기술 개발 협의체(MDI)’를 올해부터 구성하겠다고 밝혔습니다. 메모리 반도체 기업, 후공정 전문업체(OSAT), 디자인하우스 등이 모여 패키징 기술 고도화를 모색하는 기구입니다. 

 

최근 엔비디아의 AI반도체 공급난이 패키징에서 문제가 난 것인 만큼, 첨단 후공정 기술을 선제적으로 확보하겠다는 것입니다. 패키징은 전(前)공정을 거쳐 생산된 칩을 기기에 장착 가능한 상태로 가공하는 것입니다. 최근 전공정에서 칩 미세화의 어려움이 커지면서 반도체기업들은 후공정에 속하는 패키징 기술을 통해 칩 성능을 높이고 있습니다.

 

이를 통해 중앙처리장치(CPU) 그래픽처리장치(GPU) 같은 시스템 반도체와 D램을 비롯한 메모리 반도체를 함께 패키징해 하나의 반도체로 동작하게 하는 ‘2.5D·3D 이종 집적’ 경쟁력을 높이는 데 주력할 계획입니다. 또 패키징 원스톱 서비스를 제공해 맞춤형 칩의 성능 향상을 원하는 고객사를 유치합니다.

 

클린룸 규모 7.5배로 확대

삼성전자는 “고객의 주문이 절대 밀리지 않도록 충분한 생산량을 갖추겠다”고도 했다. 정기봉 삼성전자 파운드리사업부 부사장은 “2027년에는 삼성전자 파운드리 클린룸 규모가 2021년 대비 7.5배 급증할 것”이라며 “올해 하반기부터 한국과 미국의 신규 생산라인을 번갈아 가동하는 ‘핑퐁 전략’으로 고객사의 제조 수요를 최대한 만족 시키겠다”고 했다.

 

한진만 삼성전자 DS부문 미주 총괄(부사장)은 이날 “파운드리 사업은 호텔과 비슷해, 좋은 레스토랑과 객실(기술)도 있어야 하지만 훌륭한 컨시어지(다양한 요구를 들어주는 서비스)와 언제나 예약이 가능한 수용력(생산능력)도 중요하다”고 했습니다.

 

계종욱 삼성전자 파운드리사업부 부사장은 “삼성전자는 파트너와 협력해 이종 집적 기술 도입에 따라 높아지는 설계 복잡도를 최소화하고 있다”며 “협력사 생태계의 양적·질적 성장을 이루고 고객사의 혁신과 성공을 지원하겠다”고 말했습니다.

 

*이 글은 한국경제, 조선일보, 파이낸셜 뉴스 등을 재편집하여 작성한 글입니다.

 

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