삼성전자가 2027년까지 GAA기반 파운드리 1.4나노 공정을 도입하겠다는 계획을 밝혔다. 숙적인 대만 TSMC가 3나노 공정에서 주춤하는 사이, 삼성전자는 올해 6월 양산에 성공한 3나노를 넘어 1.4나노까지 쾌주한다는 복안이다.  GAA공정에서 우위를 점한 삼성전자는 초격차 기술력을 앞세워 현재 글로벌 1위인 TSMC의 점유율을 상당부분 잠식해 나갈 것으로 전망된다. 

삼성전자는 3일(현지시간) 미국 실리콘밸리에서 개최된 '삼성 파운드리 포럼 2022'(Samsung Foundry Forum 2022)에서 파운드리 신기술과 사업 전략에 대해 이 같이 공개했다. 이번 포럼은 3년 만에 오프라인으로 개최됐으며, 팹리스 고객·협력사·파트너 등 500여 명이 참석했다.

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

삼성전자는 파운드리 사업 경쟁력 강화에 나섰다. ▲파운드리 기술 혁신 ▲응용처별 최적 공정 제공 ▲고객 맞춤형 서비스 ▲안정적인 생산 능력을 확보하고 있다.

2015년 핀펫(FinFET) 트랜지스터 세계 최초 양산을 시작으로 6월 GAA(Gate All Around) 트랜지스터 기술을 적용한 3나노 1세대 공정 양산도 세계 최초로 시작했다. 이어 양산 노하우를 기반으로 3나노 응용처를 확대하고 있다.

GAA 기반 공정 기술 혁신을 통해 2025년에는 2나노, 2027년에는 1.4나노 공정을 도입할 계획이다. 공정 혁신과 동시에 2.5D, 3D 이종 집적(Heterogeneous Integration) 패키징 기술 개발도 가속화한다.

3나노 GAA 기술에는 삼성 독자 MBCFET(Multi Bridge Channel FET) 구조를 적용했다. 3D IC 솔루션도 제공해 고성능 반도체 파운드리 서비스를 제공할 계획이다.

패키징 적층 기술 혁신도 지속 연구하고 있다. 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 3D 패키지 기술로 웨이퍼 상태의 복수의 칩을 위로 얇게 적층한다.

향후 2024년까지 u-Bump(micro Bump)형 X-Cube를 양산할 예정이다. 2026년에는 Bump-less형 X-Cube를 선보이는 게 목표다.

삼성전자는 HPC(High Performance Computing), 오토모티브(차량용 반도체), 5G, IoT 등 고성능 저전력 반도체 시장을 적극 공략하고 있다. 2027년까지 모바일을 제외한 제품군 매출 비중을 50% 이상으로 확대할 계획을 공개했다.

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

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 공정도 개발 중이다.

삼성전자는 현재 56개 설계자산(IP) 파트너와 4000개 이상 IP를 제공하고 있다. 디자인솔루션파트너(DSP), 전자설계자동화(EDA) 분야에서도 각각 9개, 22개 파트너와 협업 중이다. 9개 파트너와 클라우드(Cloud) 서비스, 10개 OSAT(Outsourced Semiconductor Assembly and Test) 파트너와 패키징 서비스도 제공하고 있다.

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

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

2027년까지 선단 공정 생산능력을 올해 대비 3배 이상 확대할 계획이다. 평택, 화성과 미국 테일러에서 선단 공정 파운드리 제조 라인을 운영 중이다. 화성, 기흥과 미국 오스틴에서는 성숙 공정을 양산하고 있다.

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

미국 테일러 파운드리 1라인에 이어 투자할 2라인을 '쉘 퍼스트'에 따라 진행할 계획이며, 국내외 글로벌 라인 확대 가능성도 밝혔다.

한편, 삼성전자는 이날 미국을 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 온라인으로 행사 내용을 공개할 예정이다.