삼성 "AI 시대 최적화 파운드리"…27년 고성능 2나노 공정 도입

美서 파운드리포럼…"AI 구현에 고성능 반도체 가장 중요"
메모리·파운드리·패키지 협력으로 통합 AI 솔루션 제공

12일(현지시간) 미국 실리콘밸리에서 열린 '삼성 파운드리 포럼 2024'에서 삼성전자 파운드리 사업부장 최시영 사장이 기조연설을 하고 있다(삼성전자 제공). ⓒ 뉴스1

(서울=뉴스1) 박주평 기자 = 삼성전자(005930)가 인공지능(AI) 시대에 최적화된 파운드리 전략을 발표했다. 오는 2027년 후면전력공급 기술(BSPDN)을 적용한 2나노 공정을 도입해 고성능 컴퓨팅 설계 성능을 향상한다는 계획이다.

또 파운드리, 메모리, 어드밴스트 패키지 사업을 모두 보유한 장점을 살려 고객사에 통합 AI 솔루션 턴키 서비스를 제공해 칩 개발부터 생산까지 걸리는 시간을 20% 단축한다는 계획이다.

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

이번 행사는 'Empowering the AI Revolution'을 주제로, 고객의 AI 아이디어 구현을 위해 삼성전자의 최선단 파운드리 기술, 메모리와 어드밴스드 패키지 분야와의 협력을 통한 시너지 창출 등 삼성만의 차별화 전략을 제시했다.

삼성전자 파운드리 사업부 최시영 사장은 이날 기조연설에서 "AI를 중심으로 모든 기술이 혁명적으로 변하는 시점에서 가장 중요한 건 AI 구현을 가능하게 하는 고성능·저전력 반도체"라며 "삼성전자는 AI 반도체에 최적화된 GAA 공정 기술과 적은 전력 소비로도 고속 데이터 처리가 가능한 광학 소자 기술 등을 통해 AI 시대에 고객들이 필요로 하는 원스톱 AI 솔루션을 제공할 것"이라고 말했다.

삼성전자는 최첨단 3나노 이하 반도체에 승부수를 걸었다. 시장조사기관 옴디아에 따르면 지난해부터 2026년까지 3나노 이하 연평균 성장률은 65.3%로 전체 파운드리 시장 성장률 12.9%의 5배 이상이다.

삼성전자는 2022년 6월, 세계 최초로 GAA(게이트올어라운드) 기술을 적용한 3나노 양산에 성공해 안정적인 수율로 GAA 기반 3나노 1세대(SF3E)를 양산 중이며, 2세대 공정(SF3)도 하반기 양산한다.

삼성전자는 기존 파운드리 공정 로드맵에서 SF2Z, SF4U를 추가로 공개했다. BSDPN 기술을 적용한 2나노 공정(SF2Z)을 2027년 도입할 계획으로, BSPDN은 전류 배선층을 웨이퍼 후면에 배치해 전력과 신호 라인의 병목 현상을 개선하는 기술이다.

SF2Z는 기존 2나노 공정 대비 PPA(소비전력·성능·면적)를 개선하고 전류의 흐름을 불안정하게 만드는 '전압강하' 현상을 대폭 줄일 수 있어 고성능 컴퓨팅 설계 성능을 향상할 수 있다.

또 다른 신규 공정인 4나노 SF4U는 기존 4나노 공정 대비 광학적 축소를 통해 PPA 경쟁력이 추가 향상되며, 내년 양산 예정이다. 삼성전자는 2027년 1.4나노 공정 양산을 계획하고 있고, 목표한 성능과 수율을 확보하고 있다고 밝혔다.

파운드리와 메모리, 어드밴스드 패키지를 포함하는 통합 AI 솔루션(삼성전자 제공). ⓒ 뉴스1

파운드리와 메모리, 어드밴스드 패키지 사업을 모두 보유한 강점을 살려 고객의 요구에 맞춘 커스텀 솔루션을 제공하는 AI 솔루션 서비스도 삼성전자의 핵심 전략이다.

삼성전자는 세 개 사업 분야 간 협력을 통해 고성능·저전력·고대역폭 강점을 갖춘 통합 AI 솔루션을 선보여 고객의 공급망 단순화에 기여하는 등 편의를 제공하고 제품의 시장 출시를 가속한다.

삼성의 통합 AI 솔루션을 활용하는 팹리스 고객은 파운드리, 메모리, 패키지 업체를 각각 사용하는 경우보다 칩 개발부터 생산에 걸리는 시간을 약 20% 단축할 수 있다. 삼성전자는 2027년에는 AI 솔루션에 광학 소자까지 통합한다는 계획이다.

아울러 삼성전자는 파운드리 사업부의 경쟁력을 강화하기 위해 고객과 응용처별 포트폴리오를 다변화한다. 올해 AI 제품 수주 규모는 지난해 대비 80% 이상 성장했다. 8인치 파운드리와 성숙 공정에서도 PPA와 가격경쟁력을 개선한 공정 포트폴리오를 제공해 다양한 고객 수요에 대응하고 있다.

한편 삼성전자는 13일에는 'SAFE(Samsung Advanced Foundry Ecosystem) 포럼 2024'를 개최해 파트너사들과 AI 시대 고객 맞춤형 기술과 솔루션을 함께 공유하고 제시하는 장을 마련한다.

특히 마이크 엘로우 지멘스 CEO, 빌 은 AMD VP, 데이비드 라조브스키 셀레스티얼 AI CEO 등이 참석해 AI 시대에 요구되는 칩과 시스템 설계 기술의 발전 방향을 논의한다.

이번 포럼에서는 지난해 출범한 첨단 패키지 협의체인 'MDI 얼라이언스'의 첫 워크숍이 진행된다. 삼성전자와 MDI 파트너사들은 이번 워크숍에서 파트너십을 더 강화하고, 2.5D와 3D 반도체 설계에 대한 종합적인 솔루션을 구체화할 예정이다.

삼성전자 선단 판운드리 로드맵(삼성전자 제공). ⓒ 뉴스1

jupy@news1.kr