삼성 “2027년 1.4나노·신기술 2나노 순항”… TSMC 잡을 파운드리 승부수

삼성전자가 12일(현지시간) 미국 실리콘밸리에서 ‘삼성 파운드리 포럼 2024’를 열었다. /삼성전자

삼성전자의 파운드리(반도체 위탁생산) 로드맵이 2027년을 향하고 있다. 1.4나노 초미세 공정 반도체 양산과 ‘후면전력공급’ 신기술을 적용한 2나노 공정 반도체 적용 시점이 그렇다. 삼성이 세계 최초 개발에 성공한 GAA(게이트올어라운드) 기반 3나노 이하급 선단 공정에서 승부를 보겠다는 의지다. 아울러 종합반도체기업으로서 개발부터 생산까지 한번에 해결할 수 있는 ‘턴 키’ 계약은 파운드리 1위 TSMC를 추격 할 또다른 무기다.

삼성전자는 12일(현지시간) 미국 실리콘밸리에서 열린 ‘삼성 파운드리 포럼’에서 2027년 차세대 초미세 공정인 1.4나노 양산을 위한 도입작업이 순조롭다고 공식화 했다. 1.4나노는 파운드리 기술력 패권의 잣대로 볼 수 있다. 경쟁사 TSMC가 2026년 하반기부터 양산한다는 1.6나노 보다 고도화 돼 있다는 게 핵심이다.

삼성은 이날 신기술도 공개했다. 오는 2027년까지 2나노에 ‘후면전력공급’ 기술을 적용한 SF2Z 공정 도입이다. 전류의 흐름을 불안정하게 만드는 ‘전압강하’ 현상을 대폭 줄일 수 있어 고성능 컴퓨팅 설계 성능을 향상시킬 수 있다.

삼성전자는 GAA 기술을 기반으로 한 3나노 이하 선단 공정에서 TSMC에 ‘승부수’를 띄우겠다는 계획이다. 시장조사업체 옴디아에 따르면 지난해부터 오는 2026년까지 3나노 이하 연평균 성장률은 65.3%다. 전체 파운드리 시장의 성장률 12.9%의 5배 이상이다. 3나노 이하가 파운드리 시장을 주도한다는 얘기다.

GAA는 삼성이 지난 2022년 6월 3나노 양산에 최초로 도입한 기술이다. 3나노 이하 선단 공정에 최적화된 기술로 꼽힌다. 기존 트랜지스터 구조인 핀펫 공법보다 데이터 처리 속도와 전력효율이 높아서다.

삼성전자가 TSMC에 맞서는 또다른 무기는 파운드리와 메모리, 패키징을 하나로 묶어 고객에게 제공하는 ‘원스톱 턴키 솔루션’이다. 파운드리 1위 TSMC가 갖지 못한 ‘종합 반도체 기업’으로서의 장점을 극대화한 전략이다. 메모리 사업으로 대한민국을 명실상부한 반도체 강국으로 이끈 삼성이 파운드리 사업도 국내 반도체 산업의 든든한 버팀목으로 키우겠다는 계획이다.

삼성의 통합 AI(인공지능) 솔루션을 활용하는 팹리스 고객은 파운드리·메모리·패키지 업체를 각각 사용하는 경우보다 칩 개발부터 생산에 걸리는 시간을 약 20% 단축할 수 있다.

엔비디아, AMD 등 AI 가속기를 제조하는 업체들에 HBM(고대역폭메모리) 등 메모리 반도체와 위탁생산, 패키징까지 한 번에 서비스하겠다는 것이다. 세 개 사업 분야 간 협력을 통해 고객의 요구에 맞춘 커스텀 솔루션을 제공한다. 오는 2027년에는 AI 솔루션에 광학 소자까지 통합해 AI 시대에 고객들이 필요로 하는 원스톱 AI 턴키 솔루션을 제공한다는 계획이다.

턴키란 고객사가 업체에 제품 개발부터 생산 마무리 단계까지 칩 제조에 필요한 모든 단계를 일괄적으로 맡기는 계약 방식이다. 예컨대 맞춤형 구두를 제작하듯 모든 제작 공정을 삼성 파운드리에서 해결하는 것이다. 제품이 완성되기까지 걸리는 시간을 단축하고, 공급망을 단순화해 제품 시장 출시를 앞당길 수 있다.

삼성전자가 턴키 서비스를 시작한 지난해 연간 삼성 파운드리 수주는 160억 달러(약 21조9920억원)로 역대 최대 규모를 찍었다. 증권업계에 따르면 삼성의 파운드리 고객 수는 지난 2022년 100개에서 오는 2028년 210개로 커질 것으로 추정된다. 6년 만에 2배 이상 고객 수가 확대될 전망이다.

최시영 삼성전자 파운드리 사업부 사장은 이날 기조연설에서 “AI를 중심으로 모든 기술이 혁명적으로 변하는 시점에서 가장 중요한 건 AI 구현을 가능하게 하는 고성능·저전력 반도체”라며 “AI 반도체에 최적화된 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.