삼성전자, 2027년 1.4nm양산…AI수요 대응 턴키 서비스 강화

삼성전자가 파운드리(반도체 수탁생산)부문에서 인공지능(AI) 수요에 대응해 향후 파운드리 로드맵을 공개했다. 2027년까지 1.4nm(나노미터, 10억분의 1m) 선단공정 양산에 돌입하고 메모리와 어드밴스드 패키지 분야 등의 협력을 바탕으로 삼성전자만이 가능한 턴키(일괄수주) 전략을 전개한다는 방침이다.

삼성전자는 미국 실리콘밸리에서 12일(현지시각) '삼성 파운드리(SFF)&세이프(SAFE) 포럼 2024'를 개최했다. "AI혁명을 이끌다(Empowering the AI Revolution)"를 주제로 개최된 이번행사에는 세계적인 반도체 설계자산(IP) 회사 Arm의 르네 하스 최고경영자(CEO)와 조나단 로스 Groq CEO 등이 참석해 업계의 높은 관심을 대변했다.

삼성전자는 기존 파운드리 공정 로드맵에서 SF2Z, SF4U를 추가로 공개했다. 삼성전자는 후면전력공급(BSPDN) 기술을 적용한 2nm 공정(SF2Z)을 2027년까지 준비한다는 계획이다. BSPDN은 전류 배선층을 웨이퍼 후면에 배치해 전력과 신호 라인의 병목 현상을 개선하는 기술이다.

SF2Z는 기존 2nm 공정 대비 ‘소비전력·성능·면적(PPA)’ 개선 효과뿐 아니라, 전류의 흐름을 불안정하게 만드는 '전압강하' 현상을 대폭 줄일 수 있어 고성능 컴퓨팅 설계 성능을 향상시킬 수 있다. 또 다른 신규 공정인 4nm SF4U는 기존 공정 대비 광학적 축소를 통해 PPA 경쟁력을 추가향상하고 2025년부터 양산할 예정이다.
경쟁기업인 대만의 TSMC는 2026년 말 2nm 이하 1.6nm 공정에 후면전력공급 기술을 도입하겠다고 밝힌 바 있다. 지난 4월에는 TSMC가 2026년부터 1.6nm 공정에서 양산을 시작하겠다고 밝혀 삼성전자도 1.4nm공정 양산 시점을 당길 가능성이 제기되어 왔다. 하지만 삼성전자는 2nm이하 공정과 관련해 2027년 1.4nm 공정 양산 계획을 재차 밝힌데 이어 목표한 성능과 수율을 확보하고 있다고 전했다.

현재 삼성전자는 3nm 공정에 GAA 트랜지스터 기술을 최초로 적용해 2022년부터 양산중이며 올해 하반기에 2세대 3nm 공정 양산을 시작한다는 전략이다.



최시영 삼성전자 파운드리사업부 사장은 기조연설을 통해 “AI를 중심으로 모든 기술이 혁명적으로 변하는 시점에서 가장 중요한 건 AI 구현을 가능하게 하는 고성능·저전력 반도체”라며 “삼성전자는 AI 반도체에 최적화된 게이트올어라운드(GAA) 공정 기술과 적은 전력 소비로도 고속 데이터 처리가 가능한 광학 소자 기술 등을 통해 AI 시대에 고객들이 필요로 하는 원스톱 AI 솔루션을 제공할 것"이라고 말했다.

이를 위한 방법으로 삼성전자는 △파운드리 △메모리 △어드밴스드 패키지 사업을 모두 보유한 삼성전자만의 강점을 최대한 이용할 방침이다. 세 개 사업 분야간 협력을 통해 고성능·저전력·고대역폭 강점을 갖춘 통합 AI 솔루션을 선보여 고객의 공급망을 단순화하는 데 기여하는 등 편의를 제공하고 제품의 시장 출시를 가속화한다.

삼성전자는 통합 AI 솔루션을 활용하는 팹리스 고객은 △파운드리 △메모리 △패키지 업체를 각각 사용할 경우 대비 칩 개발부터 생산에 걸리는 시간을 약 20% 단축할 수 있다고 설명했다. 뿐만 아니라 2027년 통합 AI 솔루션에 광학 소자까지 통합한다는 계획이다. 이를 통해 AI 시대에 고객들이 필요로 하는 '원스톱 AI 솔루션' 제공이 가능할 것으로 기대된다.

삼성전자는 파운드리 사업부의 사업 경쟁력 강화를 위해 고객과 응용처별 포트폴리오 다변화도 꾀한다. 급격히 성장하고 있는 AI 분야에서 고객 협력을 강화하여 올해 AI 제품 수주 규모는 작년 대비 80% 이상 성장했다. 8인치 파운드리와 성숙 공정에서도 PPA와 가격경쟁력을 개선한 공정 포트폴리오를 제공해 다양한 고객 니즈에 대응하고 있다.

한편, 이번 포럼에는 마이크 엘로우 지멘스 CEO, 빌 은 AMD 기업담당 부사장 등이 참석해 AI 시대에 요구되는 칩과 시스템 설계 기술의 발전 방향을 논의한다. 이외에도 작년 출범한 첨단 패키지 협의체인 'MDI 얼라이언스'의 첫 워크숍이 진행될 예정이다.


장용석 글로벌이코노믹 기자 jangys@g-enews.com