삼성전자, 3나노 모바일 AP 개발 순항… 퀄컴·애플 잡기엔 아직 부족

엑시노스 2500, 스냅드래곤 최신 칩과 성능 대등
전력 효율은 애플 A15보다 우위

삼성전자의 엑시노스 W1000./삼성전자 제공

삼성전자가 차세대 모바일용 애플리케이션프로세서(AP)로 개발 중인 ‘엑시노스 2500′의 성능이 퀄컴의 최신 모바일 칩 스냅드래곤8 3세대보다 높거나 비슷한 성능 지표를 보이는 것으로 알려졌다. 전력 대비 성능(전성비) 측면에서는 애플 A15 바이오닉보다 높은 수치를 기록한 것으로 나타났다.

엑시노스 2500이 현 시점에서 긍정적인 성과를 보이고 있지만, 애플과 퀄컴 모두 내년에는 기존 제품보다 개선된 칩을 내놓을 예정이라 아직 이들을 넘어서기 위해선 갈 길이 멀다는 분석도 나오고 있다. 퀄컴 스냅드래곤8 3세대는 작년에 출시됐고, A15는 애플이 2년 전 내놓은 칩이다.

16일 외신과 업계에 따르면 삼성전자 3나노 2세대 GAA(게이트올어라운드) 공정으로 생산된 엑시노스 2500이 3.20기가헤르츠(GHz)에서 작동하는 것으로 알려졌다. 삼성전자는 칩의 전력 효율 개선에 초점을 맞춰 A15보다 높은 전성비를 달성하는 동시에 퀄컴의 최신 AP와 대등한 클럭수를 달성한 것으로 전해졌다.

삼성전자 내부적으로는 엑시노스 2500이 애플의 최신 AP인 A17 프로 수준의 전력 효율을 내는 것을 목표로 개발 역량을 집중시키고 있지만, 클럭 속도가 높아질수록 전성비 달성이 어려워지기 때문에 설계·제조 엔지니어들이 다양한 대안을 검토 중인 것으로 알려졌다.

삼성의 한 고위 관계자는 “3나노 GAA 공정의 가장 큰 이점은 이전 세대 제품보다 전성비를 끌어올리는 것이며, 삼성전자 MX(모바일경험)사업부가 가장 신경 쓰고 있는 부분 역시 온디바이스(내장형) AI(인공지능) 구동을 위한 저전력 설계”라며 “파운드리사업부가 3나노 GAA 공정을 빠르게 안정화하는 것이 중요한 과제”라고 설명했다.

긍정적인 신호도 있다. 삼성전자 파운드리사업부는 최근 3나노 2세대 GAA 공정을 통해 스마트워치용 칩인 ‘엑시노스 W1000′을 대량 양산하는 데 성공했다. 3나노 칩의 대량 양산을 위한 첫 시험대를 넘은 셈이다. 최근 3나노 2세대 공정의 생산 노하우와 수율 확보에서 진전을 보이고 있다는 관측도 나온다.

앞서 삼성전자는 2022년 6월 세계 최초로 3나노 생산라인을 가동했다. 동시에 GAA 기술도 활용했다. GAA는 트랜지스터 게이트(전류가 드나드는 문)와 채널(전류가 흐르는 길)이 닿는 면을 4개로 늘린 구조다. 많이 닿을수록 전류 흐름을 세밀하게 제어할 수 있다.

다만 삼성전자는 3나노 GAA 공정 도입 이후 수율과 성능 문제로 마땅한 고객을 확보하지 못했다. 게다가 폴더블폰이 6세대에 이를 동안 ‘엑시노스’ 시리즈는 퀄컴 스냅드래곤에 밀려 한 번도 탑재되지 못했다.

때문에 삼성전자는 3나노 2세대 공정에서 반전의 계기를 마련해야 하는 상황이다. 삼성전자에 정통한 관계자는 “삼성전자 메모리 사업부와 달리 비메모리 사업부는 오랜 기간 적자에 시달리고 있다”며 “엑시노스 2500을 시작으로 자체 AP를 갤럭시 스마트폰 시리즈에 공급해야 부진의 늪에 빠진 시스템LSI, 삼성 파운드리 사업부를 동시에 반등시킬 수 있다”고 말했다.

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