삼성 파운드리, 2025년 2나노·GaN 전력반도체 양산

최시영 삼성전자 파운드리사업부 사장이 27일(현지시간) 미 캘리포니아주 실리콘밸리에서 열린 ‘삼성 파운드리 포럼 2023’에서 기조연설을 하고 있다.

삼성전자가 2나노(㎚) 공정 파운드리 서비스를 2025년 모바일을 시작으로, 고성능 컴퓨팅(HPC), 자동차로 확대한다. 또 차세대 기술로 부상하고 있는 질화갈륨(GaN) 전력 반도체를 2025년부터 생산, 제공한다.

삼성전자는 27일(현지시간) 미국 실리콘밸리에서 포럼을 열고 이같은 내용을 골자로 한 파운드리 사업 계획을 밝혔다.

삼성은 업계 최선단 공정으로 꼽히는 2나노 양산 계획과 성능을 구체적으로 밝혔다. 2025년 모바일용으로 2나노 공정(SF2)을 가동하고, 2026년에는 HPC용 반도체를 만들겠다고 설명했다. 또 2027년에는 자동차용으로 공정을 확대한다고 덧붙였다.

파운드리는 위탁 받은 반도체를 대신 생산해주는 사업이다. 2025년부터 2나노로 모바일용 애플리케이션프로세서와 HPC용 CPU, 자율주행 CPU 등을 만들겠다는 것이다.

2나노 공정으로 반도체를 만들게 되면 미세 회로 구현이 가능해 3나노(SF3) 대비 성능은 12% 개선되고, 전력효율도 25% 향상시키는 동시에 반도체 크기(면적)는 5% 줄일 수 있다.

삼성은 또 1.4나노 공정은 계획대로 2027년 양산하겠다고 밝혔다.

삼성은 2나노 반도체 상용화에 필요한 LPDDR5x, HBM3P, PCIe Gen6, 112G SerDes 등 첨단 고속 인터페이스 반도체 설계자산(IP)을 내년 상반기까지 확보할 방침이라고 덧붙였다. 인공지능(AI), HPC, 자동차 분야에 효과적인 반도체를 만들기 위한 제반 준비 차원이다.

또 6세대(6G) 이동통신 선행 기술 확보를 위해 5나노 RF(Radio Frequency) 공정을 개발, 2025년 상반기 양산한다. 5나노 RF 공정은 기존 14나노 대비 전력효율은 40% 이상 향상, 면적은 50% 감소된다. 현재 양산 중인 8나노, 14나노 RF 공정은 모바일 외 오토모티브 등 다양한 응용처로 확대한다.

삼성은 이와 함께 2025년 8인치 GaN 전력반도체 파운드리 서비스도 시작하겠다고 밝혔다. GaN은 차세대 전력반도체 소재로 현재의 실리콘(Si) 반도체 한계를 극복, 고속 스위칭과 전력 절감 극대화에 용이한 것으로 평가된다. 충전기·통신기지국·서버용에서 수요가 급증할 것으로 예상되고 있다.

삼성전자는 올 하반기부터 평택 3라인에서 다양한 응용처의 파운드리 제품을 본격 양산할 계획이라며, 현재 건설 중인 미국 테일러 1라인을 내년 하반기에 본격 가동해 시장 수요에 적극 대응할 방침이라고 강조했다.

삼성전자 측은 “신속하고 탄력적인 대응을 위해 평택과 테일러에 반도체 클린룸도 선제 건설하고 있다”면서 “2027년 클린룸 규모가 2021년 대비 7.3배 확대될 것”이라고 설명했다.

삼성전자는 클린룸을 먼저 건설한 후 설비투자를 진행하는 ‘쉘퍼스트’ 전략을 가동 중이다. 공장 건립에 많은 시간이 소요되는 만큼, 클린룸을 먼저 짓고 수요가 뚜렷한 제품은 즉각 대응하는 방식이다.

최시영 삼성전자 파운드리사업부 사장은 “많은 고객사가 자체 제품과 서비스에 최적화된 AI반도체 개발에 적극 나서고 있다”며 “삼성전자는 AI반도체에 가장 최적화된 게이트올어라운드(GAA) 트랜지스터 기술을 계속 혁신해 나가며 AI 기술 패러다임 변화를 주도하겠다”고 말했다.

이날 행사에는 삼성전자 파운드리사업부 주요 고객과 파트너 총 700 여명이 참석했고 38개 파트너는 행사장에 부스를 마련해 최신 파운드리 기술 트렌드를 공유했다.

박종진 기자 truth@etnews.com