美 실리콘밸리 한복판서 '파운드리 1위' 계획 발표한 삼성전자

전세계 팹리스 업체 앞에서 최신 기술 공개

3나노 공정, 1위 TSMC보다 빠른 양산

화성, 평택 대규모 신규 투자까지

14일(현지 시간) 미국 샌타클래라에서 열린 ‘삼성 파운드리 포럼 2019’에서 삼성전자 파운드리 사업부 정은승 사장이 기조연설을 하고 있다. 삼성전자 제공

[아시아경제 안하늘 기자] 삼성전자가 2030년까지 비메모리 분야 1위 달성을 위해 발 빠른 행보를 보이고 있다.

삼성전자는 14일(현지시간) 미국 산타클라라 메리어트 호텔에서 '삼성 파운드리 포럼 2019(Samsung Foundry Forum 2019)'를 개최하고 '차세대 3나노 GAA 공정(3GAA)'과 새로운 고객 지원 프로그램인 'SAFETM-Cloud'를 소개했다.

파운드리란 반도체 산업에서 외부 업체가 설계한 반도체 제품을 위탁 받아 생산ㆍ공급하는 것을 말한다. 반대로 공장이 없이 파운드리에 위탁생산만을 하는 것을 팹리스라고 한다. 삼성전자는 2030년까지 파운드리를 포함한 시스템반도체 분야에서 1위를 달성하기 위해 133조원을 투자한다는 계획을 발표한 바 있다.

이번 행사는 실리콘밸리 중심부이자 인텔, 어플라이드 머리티얼즈, 썬 마이크로시스템, 아길렌트 테크놀로지 등 글로벌 반도체ㆍ하이테크 기업 본사가 위치한 산타클라라에서 열린 만큼 삼성이 파운드리 사업 비전을 제시한다는 데 의미가 크다.

이번에 공개된 삼성전자의 차세대 3GAA 공정은 전류가 흐르는 통로인 원통형 채널(Channel) 전체를 게이트(Gate)가 둘러싸고 있어 3면을 감싸는 지느러미 모양의 핀펫(FinFET) 구조에 비해 전류의 흐름을 더 세밀하게 제어할 수 있다. 삼성전자는 이를 통해 최신 7나노 핀펫 대비 칩 면적을 45% 가량 줄일 수 있으며, 50%의 소비전력 감소 및 35%의 성능 향상 효과를 기대하고 있다.

이와 함께 삼성전자는 팹리스 고객에게 설계 편의를 제공하기 위해 SAFETM-Cloud 서비스를 시작한다. 삼성전자 SAFETM-Cloud 서비스는 아마존 웹 서비스(AWS), 마이크로소프트(Microsoft), 자동화 설계툴 회사인 케이던스(Cadence), 시놉시스(Synopsys)와 함께 진행하며 속도와 보안성이 검증된 클라우드 환경을 제공한다.

팹리스 고객들은 SAFETM-Cloud 서비스를 통해 삼성전자와 파트너사들이 제공하는 공정 설계 키트, 설계 방법론, 자동화 설계 툴, 설계 자산(라이브러리, IP) 등을 이용, 투자 비용을 줄이고 보다 빠르게 반도체를 제작할 수 있다.

이를 통해 삼성전자는 파운드리 1위 업체인 TSMC의 아성에 도전한다는 계획이다. 삼성전자는 올 1분기 파운드리 시장에서 20% 가깝게 점유율을 끌어 올렸다. 지난해 상반기(7.4%)보다 11%포인트(p) 이상 오른 19.1%를 기록 대만 TSMC에 이어 2위를 차지했다. 같은 기간 TSMC는 56.1%에서 8%p 하락한 48.1%를 기록했다.

삼성전자는 TSMC를 제치고 EUV 7나노 제품을 세계 최초로 출하했으며, 올해 하반기에는 6나노 공정 기반의 제품 양산을, 내년 상반기에는 5나노로 미세공정 기술로 혁신을 보여줄 계획이다. 5nm 공정은 반도체 소자에 들어가는 회로 선폭이 5㎚급(머리카락 굵기의 2만4000분의 1 수준)임을 의미한다. 나노 공정이 미세해질수록 칩 크기를 줄일 수 있고 전력 효율도 높일 수 있다.

이번 행사에서 삼성전자는 세계 최초로 3나노 제품을 2021년 양산한다는 계획을 발표했다. 3나노 개발·양산 스케줄을 구체적으로 밝힌 것은 삼성전자가 처음이다. TSMC도 3나노 개발을 추진하고 있지만 아직 구체적 스케줄은 공개하지 못했다.

화성캠퍼스 EUV 라인 전경

대규모 인프라 투자도 더해진다 삼성전자는 지난해부터 화성에 건설 중인 파운드리용 신규 극자외선(EUV) 공장을 올해 완공할 뿐 아니라 신규 파운드리 생산 라인을 평택에 추가한다. 삼성전자가 이미 확보한 평택고덕산업단지는 전체 부지가 축구장 400개(289만㎡) 크기로 2017년 7월부터 가동 중인 1라인을 포함해 총 4개 라인을 지을 수 있는 규모다. 현재 삼성전자는 30조원이 투입해 평택 2라인을 건설 중이다. 내년 2라인 가동 후 추가적으로 3~4라인에 대한 계획을 세운다는 계획이다.

반도체 업계 관계자는 "4차 산업혁명 시대가 되면서 반도체의 영역이 더욱 커지는 만큼 파운드리 시장의 성장 속도는 매우 빠를 것"이라며 "메모리 업계의 노하우를 장착한 삼성전자가 대규모 투자를 할 경우 파운드리 분야에서도 리더십을 발휘할 수 있다"고 말했다.

안하늘 기자 ahn708@asiae.co.kr