삼성 2나노 파운드리 승부수…“25년부터 모바일·HPC·차량용 양산”

최시영 삼성전자 파운드리사업부 사장이 27일(현지시간) 미국 실리콘밸리에서 열린 삼성 파운드리 포럼(SFF) 2023 행사에서 키노트 발표를 하고 있다. 삼성 제공

삼성전자가 2나노(㎚) 공정 파운드리에서 TSMC와 진검승부를 펼친다. TSMC는 시장점유율 50%가 넘는 세계 1위 파운드리 업체다. 삼성은 TSMC보다 먼저 상용화한 게이트올어라운드(GAA) 기술을 2나노 공정에도 적용, 기술 역전을 노리고 있다.

삼성전자는 27일(현지시간) 미국 실리콘밸리에서 열린 포럼에서 2025년 모바일 애플리케이션프로세서(AP)를 시작으로, 2026년 고성능 컴퓨팅(HPC), 2027년 자동차용 중앙처리장치(CPU)를 2나노 공정으로 양산할 계획이라고 밝혔다.

TSMC도 2025년 2나노 공정 양산을 목표로 해 양사의 차세대 공정 상용화는 시기적으로 차이가 없다. 그러나 삼성의 무기는 GAA다. 삼성은 3나노에서 GAA를 상용화한 반면, TSMC는 2나노 공정에 처음 GAA를 도입한다. 3나노까지 기존 핀펫(FinFET) 구조를 써왔다. 삼성은 GAA를 양산한 경험이 있는 만큼 2나노에서 승부를 띄운다는 계획이다.

최시영 삼성전자 파운드리사업부 사장은 연설에서 “삼성전자는 인공지능 반도체에 가장 최적화된 GAA 트랜지스터 기술을 계속 혁신해 나가며 인공지능 기술 패러다임 변화를 주도하겠다”고 말했다.

경계현 삼성전자 DS부문 사장도 한 강연에서 “냉정하게 삼성과 TSMC가 기술격차가 있지만 TSMC가 2나노미터(㎚·1㎚=10억분의 1m) 공정에 들어오는 시점부터는 삼성전자가 앞설 수 있다”고 말한 바 있다.

2나노 공정으로 반도체를 만들면 3나노(SF3) 대비 성능은 12% 개선되고, 전력효율도 25% 향상시키는 동시에 반도체 크기(면적)는 5% 줄일 수 있는 것으로 알려졌다.

삼성전자가 27일(현지시간) 미국 실리콘밸리에서 개최한 ‘삼성 파운드리 포럼 2023’에서 고객과 파트너가 최시영 삼성전자 파운드리사업부 사장의 기조연설을 기다리고 있다.

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 제조하기 위한 제반 준비를 하겠다는 것이다.

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 예상된다.

삼성전자는 올 하반기부터 평택 3라인에서 다양한 응용처의 파운드리 제품을 본격 양산할 계획이다. 또 현재 건설 중인 미국 테일러 1라인을 내년 하반기에 본격 가동해 시장 수요에 적극 대응할 방침이다.

박종진 기자 truth@etnews.com