삼성 파운드리, AMD 3나노 수주 임박

AMD, GAA공정 제품 양산 밝혀
비메모리 수익성 개선 기대감

삼성전자 파운드리 3나노 웨이퍼. [삼성전자 제공]

엔비디아, 인텔 등과 함께 인공지능(AI)용 시스템반도체 대표주자 중 하나로 꼽히는 AMD가 삼성전자에 차세대 AI 파운드리(반도체 위탁생산)을 맡길 가능성이 유력하게 점쳐지고 있다. AMD가 현재 삼성전자가 세계 최초로 도입한 3나노(㎚·1나노미터는 10억분의 1미터) GAA(게이트 올 어라운드) 공정으로 신제품을 양산하겠다고 밝혔기 때문이다.

28일 업계와 외신 등에 따르면 리사 수 AMD CEO는 지난 24일(현지시간) 벨기에 안트베르펜에서 열린 'ITF WORLD 2024' 기조연설에서 "반도체 전력 효율성과 성능을 향상하고자 3나노 GAA 공정으로 신제품을 양산할 계획"이라고 밝혔다.

리사 수 CEO의 발언은 사실상 삼성전자 파운드리에서 새 반도체를 양산하겠다는 의미로 읽힌다. 현재 3나노 공정에서 GAA 기술을 도입한 곳은 삼성전자 파운드리가 유일하기 때문이다.

대만의 TSMC는 2나노부터 GAA 구조를 적용하겠다고 밝힌 바 있다. 업계에서는 AMD가 삼성전자에 차세대 CPU(중앙처리장치)나 AI용 반도체를 맡길 것으로 보고 있다.

GAA 기술은 반도체를 구성하는 트랜지스터에서 전류가 흐르는 채널 4개면을 게이트가 둘러싸는 형태다. 채널 3개면만 감싸는 기존 핀펫 구조와 비교하면 게이트의 면적이 넓어지기 때문에 공정 미세화에 따른 트랜지스터의 성능 저하를 극복할 수 있다.

데이터 처리 속도와 전력 효율을 높일 수 있어 차세대 반도체 핵심 기술로 꼽힌다.

삼성전자는 파운드리를 포함한 비메모리 반도체 시장에서는 TSMC 등에 뒤처져 있는 상태다. 시장조사업체 카운트포인트리서치에 따르면 삼성전자의 올 1분기 파운드리 매출 점유율은 13%로 2위이긴 하지만, 1위인 TSMC(62%)와의 격차가 상당하다.

업계에서는 삼성전자가 아직 TSMC와 비교해 미세공정 경쟁력이나 수율 등 운영 면에서 아직 격차가 있는 것으로 보고 있으나, 삼성전자의 추격 속도가 상당한 만큼 곧 따라잡을 것으로 기대하고 있다. 최근 AI 수요가 급증하고 있는 만큼, 주요 팹리스(반도체 설계전문) 업체들은 TSMC 의존도를 낮추기 위해 삼성전자에 파운드리를 맡기는 비중이 늘어날 것으로 예상된다.

이런 가운데 삼성전자가 AMD의 신제품 파운드리 수주를 성사시킬 경우, 비메모리반도체 수익성 개선에 큰 역할을 할 것으로 기대된다. 올 1분기 삼성전자 DS 부문은 고대역폭메모리(HBM) 수요 급증 등에 힘입어 2조원에 가까운 영업이익을 거뒀다. 그러나 비메모리는 적자에서 벗어나지 못했다.

삼성전자와 AMD는 돈독한 동맹관계를 유지하고 있는 만큼 수주 확대 가능성이 점쳐진다. 앞서 AMD는 주문량에 따른 TSMC 생산 차질 우려가 제기되자 4나노미터 공정 기반의 칩 생산을 삼성전자에 맡기는 방안을 모색한 것으로 전해졌다.

TSMC의 가동률이 100%에 도달할 가능성을 고려하면, 팹리스 업체 입장에서는 파운드리 거래처를 다각화 할 필요가 있다. 이와 관련, 박상욱 신영증권 연구원은 "AMD가 3나노 제품을 삼성전자 파운드리에게 위탁할 가능성이 높아졌다고 판단한다"면서 "삼성전자 파운드리가 다시 한번 파운드리 시장에서 견고한 입지를 다질 시점이 올 것"이라고 말했다.

윤선영기자 sunnyday72@dt.co.kr