삼성전자, 2세대 3나노 공정 반도체 갤워치7에 탑재…파운드리 승부수

갤럭시 링, 워치7, 워치 울트라. <삼성전자 제공>

삼성전자가 '갤럭시워치7' 시리즈에 2세대 3나노 공정(SF3) 반도체를 탑재한다는 소식이 전해졌다. 업계 최초의 GAA(게이트올어라운드·Gate-All-Around) 공정 사례로, 파운드리(반도체 위탁생산) 업계 1위인 TSMC보다 한 발 빠른 첨단 공정이다.

삼성전자는 갤럭시S 시리즈 차기작인 갤럭시S25 엑시노스2500에도 2세대 3나노 공정을 적용하는 등 파운드리(반도체 위탁생산) 승부수를 거는 모습이다.

15일 시장조사업체 테크인사이드 보고서에 따르면 삼성전자는 자체 개발한 엑시노스 웨어러블 프로세서를 SF3 파운드리 공정으로 만들어 '갤럭시워치7'에 처음 탑재할 예정인 것으로 전해졌다. 저전력·고성능 반도체를 구현하기 위한 차세대 트렌지스터 구조인 GAA(게이트올어라운드·Gate-All-Around) 공정으로 제작됐다.

이 프로세서는 최신 공정기술인 GAA를 업계 최초로 적용한 3나노로 만들어졌다. 앞서 삼성은 갤럭시S 시리즈에 자체 개발 애플리케이션프로세서(AP)인 엑시노스 신형을 탑재해 첫선을 보이는 방식을 택했지만, 이번엔 웨어러블 프로세서에 3나노 신기술을 적용한 엑시노스를 먼저 선보인 것이다.

이 같은 웨어러블 프로세서는 삼성 파운드리의 3나노 기술력을 통해 이를 안정적으로 양산하고 있다는 삼성전자의 자신감으로 풀이된다. 삼성은 지난 2022년 세계 최초로 3나노 제품 양산을 시작했지만, 적정 수율을 확보하지 못하면서 한 발 늦게 3나노 양산을 시작한 TSMC에 오히려 뒤쳐진다는 평가를 받았다.

하지만 최근 3나노 수율이 안정궤도에 오르고 생산단가나 가격 경쟁력 측면에서도 양산에 자신감이 붙으면서 기존 계획보다 이른 시점에 제품 탑재를 결정한 것으로 보인다.

갤워치7에는 3나노 2세대 GAP(GAA플러스) 공정이 적용돼 성능과 수율을 모두 잡을 수 있을 것으로 기대된다. 3GAP는 기존 5나노 핀펫 공정 대비 전력 소비는 50%, 성능은 30% 이상 향상되고 면적도 35% 줄일 수 있는 최신 공정이다.

삼성은 내년 출시 예정인 갤럭시S25 시리즈 엑시노스에도 2세대 3나노 공정 반도체를 탑재할 계획인 것으로 알려졌다. 삼성에 따르면 '엑시노스 W1000' 칩의 싱글 및 멀티 코어 성능은 이전 제품보다 각각 3.4배, 3.7배 더 빨라졌다. 삼성은 또 팬아웃 패널 레벨 패키징(FOPLP) 기술을 사용해 전력 효율성과 방열을 개선했으며 임베디드 패키지 온 패키지(ePOP) 기술을 사용하여 동일한 칩 위에 램(RAM)과 스토리지를 통합시켰다.

업계에선 갤럭시S25 탑재용 AP 양산 성공에 TSMC 추격 여부가 달린 것으로 보고 있다. 삼성전자는 최근 파운드리 포럼 등을 통해 반도체 공정 양산 시간을 줄이는 턴키(일괄제조) 서비스를 강조하며 TSMC와의 차별화를 강조하고 있다.

최시영 삼성전자 파운드리 사업부 사장은 최근 포럼을 통해 "AI(인공지능) 반도체에 최적화된 GAA 공정 기술과 광학 소자 기술 등을 통해 고객들이 필요로 하는 원스톱(One-Stop) AI 솔루션을 제공할 것"이라고 말했다. 박순원기자 ssun@dt.co.kr