삼성전자 "고성능(BSPDN) 2나노 파운드리 공정 2027년까지 준비"

AI·엣지컴퓨팅 등 수요처 별 특화공정 강화

서울 서초동 삼성 서초사옥. [삼성전자 제공]

삼성전자가 인공지능(AI) 시대를 주도할 파운드리 비전과 전략을 공개했다. 최선단 파운드리 공정으로 팹리스 수요를 적극 지원하고 메모리, 파운드리, 첨단 패키징을 동시에 제공하는 종합 반도체 기업(IDM)으로서 턴키 역량을 십분 발휘하겠다는 방침이다.

삼성전자는 12일(현지시간) 미국 실리콘밸리 새너제이에 위치한 DS부문 미주총괄(DSA) 사옥에서 '삼성 파운드리 포럼 2024'를 개최하고 파운드리 기술 전략을 발표했다.

이번 행사는 'Empowering the AI Revolution'을 주제로 열렸다. 최시영 삼성전자 파운드리 사업부 사장은 기조연설에서 "AI를 중심으로 모든 기술이 혁명적으로 변하는 시점에 가장 중요한 건 AI 구현을 가능하게 하는 고성능·저전력 반도체"라며 "AI 반도체에 최적화된 게이트올어라운드(GAA) 공정 기술과 적은 전력 소비로도 고속 데이터 처리가 가능한 광학 소자 기술 등을 통해 고객들이 필요로 하는 원스톱 AI 솔루션을 제공할 것"이라고 말했다.

삼성전자는 다변화하는 고객 수요에 대응하고자 AI와 HPC, 전장, 엣지컴퓨팅 등 주요 응용처별로 특화 공정을 제공하고 있다. 올해 행사에서는 기존 파운드리 공정 로드맵에서 SF2Z, SF4U를 추가로 공개했다.

삼성전자는 BSPDN(후면전력공급 기술) 기술을 적용한 2나노 공정(SF2Z)을 2027년까지 준비한다는 계획이다. BSPDN은 전류 배선층을 웨이퍼 후면에 배치해 전력과 신호 라인의 병목 현상을 개선하는 기술이다. SF2Z는 기존 2나노 공정 대비 PPA 개선 효과뿐 아니라 전류의 흐름을 불안정하게 만드는 '전압강하' 현상을 대폭 줄일 수 있어 고성능 컴퓨팅 설계 성능을 향상시킬 수 있다.

또 다른 신규 공정인 4나노 SF4U는 기존 4나노 공정 대비 광학적 축소(optical shrink)를 통해 PPA 경쟁력이 추가 향상되며 2025년 양산 예정이다.

삼성전자는 앞서 2027년에 1.4나노 공정을 적용한 반도체를 양산하겠다고 선언한 바 있는데 현재 목표한 성능과 수율을 확보하고 있다는 게 회사 측의 설명이다.

삼성전자는 3나노 공정에 GAA 트랜지스터 기술을 최초로 적용해 2022년부터 양산 중이며 올해 하반기에는 2세대 3나노 공정 양산을 시작할 예정이다.

삼성전자는 파운드리와 메모리, 어드밴스드 패키지 사업을 모두 보유한 만큼 AI 시대에 필요한 사양과 고객의 요구에 맞춘 커스텀 솔루션 제공 협력도 이어간다고도 밝혔다. 삼성전자에 따르면 통합 AI 솔루션을 활용하는 팹리스 고객은 파운드리, 메모리, 패키지 업체를 각각 사용할 경우 대비 칩 개발부터 생산에 걸리는 시간을 약 20% 단축할 수 있다. 2027년에는 AI 솔루션에 광학 소자까지 통합하겠다는 목표다.

삼성전자는 파운드리 사업부의 사업 경쟁력 강화를 위해 고객과 응용처별 포트폴리오도 다변화한다. AI 분야에서 고객 협력을 강화한 결과 올해 AI 제품 수주 규모가 전년 대비 80% 이상 성장했다고 회사측은 소개했다.

8인치 파운드리와 성숙 공정에서도 PPA와 가격 경쟁력을 개선한 공정 포트폴리오를 제공한다.

이날 포럼에는 르네 하스 Arm 최고경영자(CEO)와 조나단 로스 그로크 CEO 등 업계 주요 전문가들이 참석했다. 포럼 참석자들은 삼성전자의 기술과 사업 현황뿐 아니라 30여개 파트너사가 마련한 부스에서 각종 반도체 기술과 솔루션, 협력 방안을 공유했다.

삼성전자는 13일(현지시간)에는 'AI: Exploring Possibilities and Future'를 주제로 'SAFE(삼성 어드밴스드 파운드리 에코시스템) 포럼 2024'를 연다. 마이크 엘로우 지멘스 CEO, 빌 은 AMD VP, 데이비드 라조브스키 셀레스티얼 AI CEO 등이 참석해 AI 시대에 요구되는 칩과 시스템 설계 기술의 발전 방향을 논의할 예정이다.

지난해 출범한 첨단 패키지 협의체인 'MDI 얼라이언스'의 첫 워크숍도 진행한다. 삼성전자 관계자는 "이번 워크숍에서 MDI 파트너사들과 구체적인 협력 방안을 심도 있게 논의하는 등 파트너십을 더욱 강화하고 2.5D와 3D 반도체 설계에 대한 종합적인 솔루션을 구체화할 예정"이라고 전했다. 윤선영기자 sunnyday72@dt.co.kr