AMD, 올해 내놓을 첨단 칩 삼성에 맡기나

3나노 공정 새 기술 적용해 제작
삼성, 파운드리 실적 개선될 듯

리사 수 AMD 회장./뉴스1

미국 대표 인공지능(AI) 반도체 설계 기업 중 하나인 AMD가 이르면 올해 출시할 첨단 칩을 삼성전자에 발주할 것이라는 전망이 나왔다. AMD의 리사 수 CEO가 “다음 칩은 3나노 최신 공정(GAA 공정)으로 만들 것”이라고 했는데, 이 공정을 쓰는 곳은 삼성전자가 유일하기 때문이다. 반도체 업계 관계자는 “삼성전자와 AMD 간 협의 중인 단계로 안다”고 했다. 삼성전자가 AMD의 물량을 수주한다면, 파운드리(반도체 위탁 생산) 분야에서 1위 TSMC와 약 50%포인트 벌어진 점유율 격차를 줄일 수 있을 것이라는 전망이다. AMD는 핵심 AI 반도체인 GPU(그래픽처리장치)에서 엔비디아에 이어 세계 2위다.

28일 반도체 업계에 따르면, 리사 수 CEO는 최근 벨기에에서 열린 ITF 2024 포럼에 참석해 AMD의 반도체 로드맵을 발표했다. 그는 “전력 효율성과 성능을 개선하기 위해 3나노 GAA(Gate All Around) 공정을 선정했다”고 말했다.

AMD 리사 수 CEO가 지난 21일 ITF 2024에서 발표한 자사 반도체 로드맵. 2024년 이후 도입할 3나노 칩에 GAAFET이라고 써 있다. 현재 3나노 GAA공정을 하는 파운드리 기업은 삼성전자가 유일하다.

GAA는 삼성전자가 2022년 세계 최초로 3나노 공정에 도입한 기술이다. 반도체 내 전류의 누설을 막아 전력 효율성을 높이는 장점이 있지만, 안정적인 수율을 확보하는 것이 쉽지 않다. 현재 3나노 공정에서 GAA 기술을 도입한 곳은 삼성전자뿐이다. TSMC도 3나노 공정을 돌리고 있지만, 한 세대 아래 기술로 평가받는 ‘핀펫’을 택하고 있다.

반도체 트랜지스터는 금속(게이트·gate)과 실리콘이 맞닿는 접촉면(채널·channel)을 통해 전류가 흐른다. 그림에서 붉은 선으로 표시된 것이 채널인데, 이 면적이 클수록 속도가 빠르고 전력 소모가 적다. 기존 FINFET(핀펫) 구조는 채널이 3개면 지느러미(fin) 형태다. 반면 삼성의 3나노 GAA(게이트올어라운드·Gate All Around)는 채널이 사방(all around)으로 돼있고 층층이 쌓인 형태여서 전류 흐름이 원활하고 빠르다./ 그래픽=양인성

AMD는 현재 CPU(중앙처리장치), AI 가속기에 들어가는 GPU 등을 TSMC의 4나노·5나노 라인에 위탁해 생산하고 있는 것으로 알려졌다. 하지만 AI 수요가 폭발하면서 고성능이면서도 전기를 덜 쓰는 CPU와 GPU 생산이 시급한 상황이다. 이 때문에 AMD가 전력 효율이 좋은 삼성전자의 3나노 GAA 공정을 전략적으로 택했다는 분석이 나온다. 또 현재 AMD는 삼성전자로부터 5세대 HBM(HBM3E)을 공급받고 있는 것으로 알려졌다.

삼성전자는 AMD라는 대형 고객을 유치하면 파운드리 실적 개선에 큰 도움을 받을 것으로 보인다. 이르면 올 하반기 흑자 전환에 성공할 것이라는 관측도 나온다. 올 1분기 기준 글로벌 파운드리 시장 점유율은 TSMC 62%, 삼성전자 13% 수준이다. 테크 업계 관계자는 “AMD가 삼성의 3나노 GAA를 선택했다는 건, 수율도 안정적으로 올라왔다는 의미”라며 “삼성전자와 AMD 협력이 더 강해질 것”이라고 했다.