[배진솔의 전자사전]삼성에 없던 '17나노 공정'..왜 생겼을까

기존 28나노 이상 공정, 이제 17나노 신공정 활용
성능 39%·전력효율 49% 향상..칩 면적 43% 감소
초미세공정 나와도 14나노·28나노 제품군 수요 여전

[이데일리 배진솔 기자] 삼성전자가 최근 파운드리(반도체 위탁생산) 포럼에서 3나노미터(nm·10억분의 1m)부터 2나노 공정 양산 계획을 밝히며 초미세 경쟁에서 뒤쳐지고 있다는 시장의 우려를 불식시켰습니다. 세계 최대 파운드리 기업인 대만의 TSMC와 나노경쟁이 나날이 치열해지고 있는 상황에서 이날 삼성전자의 구체적인 소식은 업계에 상당한 놀라움을 안겨 줬는데요.

하지만 여기서 더 주목할 부분은 이날 삼성전자가 발표한 17나노 신공정입니다. 삼성전자는 기존 28나노 이상 공정을 활용했던 ‘레거시(전통)공정’을 17나노 신공정으로 활용해 파운드리 시장점유율 확보에 나설 계획을 밝혔습니다. 오늘 ‘배진솔의 전자사전’에서 17나노 신공정에 대해 알아보겠습니다.

삼성전자 업계 최선단 14나노 DDR5 D램 (사진=삼성전자)

삼성전자가 7일 새벽 온라인으로 연 파운드리 포럼. 이날 삼성전자는 핀펫 기반의 17나노 신공정의 시작을 알렸습니다. 기존 이미지센서와 모바일 디스플레이 구동칩(DDI) 등을 28나노 이상 공정에서 생산했는데, 이제 17나노 공정을 활용하겠다는 계획인데요. 이 공정은 28나노 공정과 비교하면 성능은 39%, 전력효율을 49% 좋아지고 칩 면적도 43% 줄일 수 있습니다. 삼성전자가 초미세경쟁에 전력투구 하던 상황에서 ‘레거시 공정’ 신기술을 발표한 이유는 무엇일까요.

파운드리 시장을 보면 세계 시장 점유율을 계산할 때 100나노가 넘는 레거시 공정 매출을 모두 포함합니다. 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 지난 2분기 기준 대만의 TSMC는 52.9%로 1위를 차지하고 삼성전자가 35.6%를 차지하며 2위를 기록했습니다. 여기서 좀더 구체적으로 ‘선단공정’이라고 불리는 10나노 이하의 첨단 공정만 놓고 보면 TSMC와 삼성전자의 격차는 크게 좁혀집니다. 같은 조사기관에서 2021년 10나노 이하 공정의 시장 점유율은 TSMC 60%, 삼성전자 40%로 예측하고 있습니다. 10나노 이하 시장에선 TSMC와 삼성전자가 ‘양강체제’를 이루고 있는 셈이죠.

그럼 나머지 부분은 어떨까요. TSMC의 올해 3분기 출하 제품 비중은 5나노가 18%, 7나노가 34%로 5~7나노 첨단공정을 합쳐 52%에 달합니다. 그 밖에 나머지 48%의 매출은 모두 레거시 공정에서 끌어들이고 있습니다. 파운드리 시장점유율에서 여전히 초미세 공정을 활용한 칩만 중요한 것이 아니라 기존 레거시 제품을 생상하기 위한 특화 공정도 필요한 것이죠. 실제 현재 반도체 시장에서는 14나노 제품이 가장 보편적으로 쓰이고 있습니다.

전체 파운드리 시장에서 3나노부터 500나노까지 공정 활용도(자료=옴디아)

시장조사업체 옴디아 자료를 보면 올해 전체 파운드리 시장에서 5나노 제품은 13.3%, 14나노 제품은 11.5%를 차지하며 약 1.8%포인트 차이가 납니다. 6년 뒤인 2027년이 돼도 5나노 14.2%, 14나노 11.4%로 2.6%포인트 격차밖에 나지 않습니다. 28나노 제품군도 마찬가지로 5나노 이하 공정 활용이 늘어나도 꾸준히 10%대 점유율을 차지할 것으로 예상됩니다.

업계에서는 초미세공정 활용도가 아무리 높아진다고 해도 기존 레거시 공정의 수요 또한 여전할 것으로 보고 있죠. 이 때문에 삼성전자는 레거시 공정에서도 차별화 포인트를 만들어 하나의 고객사라도 더 확보하기 위한 방안을 모색하는 것입니다.

이종호 서울대 반도체공동연구소 소장은 “소위 말해서 큰 손이라고 하는 애플, 퀄컴, 엔비디아 등과 선단 공정을 활용한 반도체 대규모 계약을 따낼 수 있지만 분명 28나노, 14나노 공정의 수요는 지속적으로 있을 것”이라며 “굳이 작게 만들 필요도 없는 제품군에서는 수율도 좋고 공정 비용도 덜 드는 레거시 공정을 좀 더 발전시켜 만드는 것이 가성비 측면에서 더 좋을 것”이라고 말했습니다.

배진솔 (sincere1@edaily.co.kr)