삼성 파운드리 승부수.."올 하반기 5나노 2·3세대 양산"

작년 5나노 1세대 공급..올해 2·3세대 동시 양산 추진
'10조원 투자' 평택캠퍼스 파운드리 라인도 조기 가동

삼성전자의 반도체 생산라인이 있는 평택캠퍼스 P2 라인 전경. (삼성전자 제공)/뉴스1

(서울=뉴스1) 주성호 기자 = 삼성전자가 올 하반기 반도체 파운드리(위탁생산) 사업에서 '5나노미터(㎚·10억분의 1m)' 2세대와 3세대 제품 동시 양산을 추진하며 승부수를 건다.

이미 지난해 하반기부터 공급을 시작한 5나노 1세대 제품의 램프업(Ramp-up)을 진행하는 동시에 선단공정 기술 경쟁력을 끌어올리기 위한 목적으로 풀이된다.

이를 위해 삼성전자는 지난해 중순부터 10조원대 투자를 진행하고 있는 평택캠퍼스의 파운드리 전용라인 가동 시기도 올 상반기로 앞당길 방침이다.

18일 업계에 따르면 삼성전자 파운드리사업부는 올해 하반기에 5나노 2세대와 3세대 공정 제품을 동시 양산하는 계획을 세우고 막바지 연구개발과 라인 테스트를 진행 중인 것으로 전해졌다.

현재 삼성전자는 화성에 있는 파운드리 전용 생산라인인 'V1 라인'에서 EUV(극자외선) 기반의 5나노 1세대 제품을 양산하고 있다.

이 공정으로 생산되는 제품으로는 삼성전자 시스템LSI사업부가 개발한 스마트폰용 AP(애플리케이션프로세서) '엑시노스1080'과 '엑시노스2100'이 있고 퀄컴의 5G 모뎀 통합 AP '스냅드래곤888'도 있다.

삼성전자는 화성 V1 라인에서 5나노 1세대 공정 수율을 향상시키는 데 주력하는 한편 후속 선단공정인 5나노 2세대와 3세대 개발도 막바지 단계에 접어든 것으로 알려졌다.

강인엽 삼성전자 시스템LSI사업부장 사장이 5나노 EUV 공정으로 생산되는 최신 모바일 AP '엑시노스 2100'을 소개하고 있다. '엑시노스 2100'은 CPU, GPU 성능이 각각 전작 대비 30%, 40% 이상 향상됐으며, 온디바이스 AI (On-Device AI) 성능도 크게 강화됐다.(삼성전자 제공)/뉴스1

업계 한 관계자는 "지난해 4분기 5나노 1세대 신제품 공급을 시작한 삼성전자가 개발·제조·인프라 역량 혁신을 통해 올 하반기엔 5나노 2세대와 3세대 제품 동시 양산에 도전할 것"이라고 말했다.

현재까지 반도체 업계에선 삼성전자가 5나노 후속 공정으로 생산하는 제품이 어느 업체 물량인지 확인되지는 않고 있다. 최근 삼성전자는 5나노보다 한 단계 위로 평가되는 4나노 공정에서 퀄컴의 5G 모뎀칩 'X65' 시리즈도 수주한 것으로 추정된다.

삼성전자가 올해 5나노 공정에서 강하게 드라이브를 거는 것은 업계 선두인 대만 TSMC와 치열한 경쟁 때문이다. 지금까지 반도체 파운드리 시장에서 10나노 이하 양산 공정을 갖춘 곳은 삼성전자와 TSMC 2곳뿐이다.

그러나 매출 기준 파운드리 전체 시장 점유율로는 대만의 TSMC가 55.6%로 삼성전자(16.4%)에 크게 앞서고 있다. 삼성전자는 이재용 부회장이 2019년 4월 '반도체 비전 2030'을 발표한 이후 파운드리를 포함한 시스템 반도체에 막대한 투자를 이어가고 있는 상황이다.

시장조사업체 트렌드포스는 올해 글로벌 5나노 공정 점유율 측면에서 2분기까지 TSMC가 절반 이상의 점유율을 차지할 것으로 내다봤다. 그러다가 3분기 이후 삼성전자도 점유율을 확대해 4분기엔 40%까지 비중을 높일 것으로 추정된다. 업계에선 삼성전자가 올 하반기 2세대·3세대 제품 동시 양산을 통해 '5나노 공정' 점유율을 점진적으로 끌어올릴 것으로 보고 있다.

이재용 삼성전자 부회장이 4일 경기도 평택에 위치한 반도체 사업장을 방문, EUV(극자외선) 전용라인을 점검하고 있다. (삼성전자 제공) 2021.1.4/뉴스1

특히 삼성전자는 당초 평택캠퍼스의 파운드리 라인 가동 예상 시기는 올 하반기로 추진했으나 올 상반기부터로 앞당길 방침이다. 앞서 삼성전자는 지난해 5월 평택캠퍼스에 10조원을 투자해 파운드리 전용 라인을 구축하겠다고 발표한 바 있다.

이는 최근 글로벌 시장에서 자동차, 모바일 등 여러 분야에서의 반도체 공급부족에 따른 파운드리 초호황을 감안한 조치로 풀이된다.

지난해 삼성전자의 반도체 설비 투자 전체 규모는 32조9000억원으로 전년 대비 45.8% 증가했다. 삼성 총수인 이재용 부회장도 "어려운 때일수록 미래를 위한 투자를 멈춰선 안 된다"고 지속적으로 강조해왔다.

삼성전자 관계자는 "화성의 EUV 전용 라인 램프업과 동시에 평택캠퍼스의 신규 라인을 조기 가동해 생산능력을 확대해 파운드리 시장에서 견실한 성장 모드를 이어갈 것"이라고 밝혔다.

업계는 삼성전자가 파운드리 증설과 관련한 신규 투자 계획을 조만간 내놓을 것으로 전망한다.

최근 월스트리트저널(WSJ), 블룸버그 등 일부 외신을 통해 삼성전자가 미국 텍사스주 오스틴에 거의 20조원에 육박하는 파운드리 투자를 고심하고 있다는 보도가 나오기도 했다. 이에 대해 삼성전자는 "구체적으로 정해진 것은 없다"는 입장이다.

반도체 업계 한 관계자는 "미국의 화웨이 제재 반사이익을 노리는 스마트폰 업체들의 점유율 경쟁에다가 코로나19 팬데믹으로 안정적 재고를 확보하려는 세트 업체들의 수요 강세까지 더해져 파운드리 시장에서의 강한 수요가 이어지고 있다"고 말했다.

삼성전자 화성사업장의 EUV(극자외선) 전용 파운드리 생산라인인 'V1 라인' 전경(삼성전자 제공) © 뉴스1

sho218@news1.kr