삼성전자는 27일(현지시간) 미국 실리콘밸리에서 ‘삼성 파운드리 포럼 2023’을 열고 이같은 계획을 밝혔다. 이번 포럼은 ‘경계를 넘어서는 혁신(Innovating Beyond Boundaries)’을 주제로 열렸다. 인공지능(AI) 시대를 맞아 최첨단 반도체의 한계를 뛰어넘을 방향성을 제시했다.
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◇ 2나노 첨단 공정 25년부터…GaN 반도체 서비스도 개시
이번 포럼에서 삼성전자는 2나노미터(㎚) 등 최첨단 파운드리 공정 서비스 확대, 쉘 퍼스트(클린룸 선제 건설) 전략을 통한 안정적 고객 지원을 약속했다.
먼저 삼성은 오는 2025년부터 모바일을 중심으로 2나노 공정(SF2)을 양산키로 했다. 이어 2026년 고성능 컴퓨팅(HPC) 향 공정, 2027년 오토모티브 향 공정으로 확대할 계획이다. 최첨단 SF2 공정의 경우 앞선 공정 대비 성능은 12%, 전력 효율은 25% 개선됐다. 반면 면적은 5% 줄어 효율적이다. 1.4나노 공정의 경우 앞서 밝힌 대로 2027년부터 양산에 돌입한다.
이를 통해 삼성전자는 점차 글로벌 수요가 커지고 있는 3나노 이하 최첨단 파운드리 시장을 맹공할 계획이다. 시장조사기관 옴디아에 따르면 오는 2026년까지 전 세계 파운드리 시장 성장률이 연간 12.9%로 점쳐진다.
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또 삼성전자는 다양한 고객 수요를 충족하기 위해 질화갈륨(GaN) 전력반도체 파운드리 서비스도 시작할 예정이다. GaN 전력반도체는 소비자와 데이터센터, 전장 등에 쓰이는 차세대 전력반도체다. 전력 절감과 시스템 고속 스위칭이 가능해 실리콘(Si) 반도체의 한계를 극복했다는 평가를 받는다.
아울러 차세대 6세대(6G) 이동통신 선행 기술을 확보하고자 5나노 RF 공정을 개발해 2025년 상반기부터 양산한다. 기존(14나노) 대비 전력은 40% 이상 효율화했다. 또 양산 중인 RF 공정은 전장 등 다양한 응용처로 확대한다.
◇ 평택·테일러 ‘셸 퍼스트’ 준비 완료…패키징·IP 생태계도 확대
시장과 고객 수요에 빠르고 탄력적으로 대응하기 위한 ‘셸 퍼스트’ 전략도 이어간다. 삼성은 경기 평택시, 미국 텍사스 테일러시에 반도체 클린룸을 선제적으로 건설하고 있다. 올해 하반기부터는 평택 3라인에서 모바일 등 다양한 응용처의 파운드리 제품을 본격적으로 양산한다.
현재 건설 중인 미국 테일러 1라인은 계획대로 올 하반기 완공해 내년 하반기부터 본격적으로 가동한다. 계획에 따라 2027년 클린룸 규모는 지난 2021년 대비 7.3배 늘어날 전망이다. 여기에 삼성은 조성 중인 용인 반도체 국가산업단지로 생산 거점을 넓힐 계획이다.
삼성은 또 글로벌 SAFE 파트너, 메모리, 패키지 기판, 테스트 분야 기업들과 함께 최첨단 패키지 협의체를 구축해 ‘비욘드 무어’ 시대를 선도하겠다는 구상도 내놨다. 삼성이 주도하는 협의체 ‘MDI’ 얼라이언스는 2.5D·3D 이종집적 패키지 기술 생태계를 구축해 적층 기술을 혁신하고 파트너와 함께 최첨단 패키지 원스톱 턴키 서비스를 제공할 계획이다. 특히 고성능 컴퓨팅(HPC), 전장 등 응용처에 따라 차별화한 패키지 솔루션을 개발해 다양한 시장과 고객의 요구 사항을 만족시킬 계획이다.
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삼성 파운드리는 파트너간 지속 가능한 관계 구축과 강화를 지원하고 있다. 특히 50개 글로벌 IP(반도체 설계자산) 파트너와 4500개 이상의 IP를 확보한 상태다. 삼성은 내년 상반기까지 LPDDR5x, HBM3P, PCIe Gen6, 112G SerDes 등 SF2 공정에 사용할 최첨단 고속 인터페이스 IP를 확보하고 IP 파트너와의 장기 협력을 추진해 AI, HPC, 오토모티브 고객의 광범위한 요구에 대응할 예정이다.
계종욱 삼성전자 파운드리사업부 부사장은 “삼성전자는 SAFE 파트너와 협력해 최첨단 공정 및 이종 집적 기술 도입에 따라 높아지는 설계 복잡도를 최소화하고 있다”며 “이번 포럼을 계기로 SAFE 생태계의 양적, 질적 성장을 이루며 고객의 혁신과 성공을 지원하겠다”고 말했다.
