새로운 갤럭시..삼성전자, 시스템반도체 `초격차` 가속화

삼성전자의 시스템반도체 초격차 기술이 집약된 ‘갤럭시S20’(왼쪽)과 ‘갤럭시Z플립’. (사진=삼성전자)

[이데일리 양희동 기자] 삼성전자(005930)가 ‘갤럭시S20’과 ‘갤럭시Z플립’을 선보이며 향후 10년의 모바일 혁신 방향을 제시한 가운데, 이를 계기로 시스템반도체 사업에도 새로운 전기가 마련될 전망이다. 지난해 역대 최대인 매출 15조원을 넘어선 시스템반도체 사업은 이번 갤럭시 신제품에 7나노미터(nm·10억분의 1m) 초미세 EUV(극자외선) 공정을 적용한 모바일AP(애플리케이션 프로세서), 1억 800만 화소 이미지센서(빛을 전기신호로 바꾸는 반도체) 등 ‘초(超)격차’ 기술을 선보이며 승부수를 던졌다. 이들 초격차 기술이 세계 1위 스마트폰 경쟁력 및 5세대 이동통신(5G) 본격 상용화 등과 맞물려 올해 시스템반도체 시장 확대에 가속도가 붙을 것으로 예상된다.

◇갤럭시 신제품 ‘EUV’ 7나노 적용…臺TSMC에 초미세공정 우위

16일 증권업계에 따르면 삼성전자는 올해 화성 EUV 전용라인 본격 가동과 함께 시스템반도체 사업에서 사상 처음으로 매출 16조원을 넘길 것으로 예측되고 있다. 이재용 부회장이 직접 2030년 세계 1위 목표를 제시한 시스템반도체 사업은 2018년엔 매출이 13조 9100억원이었지만, 지난해엔 15조 2200억원으로 불과 1년 새 10% 가까이 성장했다. 같은기간 메모리 반도체 매출이 72조 3800억원에서 50조 2200억원으로 30% 이상 급감한 것과 대조적이다.

삼성전자는 지난해 하반기 △플루오린 폴리이미드 △포토리지스트(PR·감광액) △에칭가스(고순도 불화수소) 등 반도체·디스플레이 핵심 소재 3개 품목에 대한 일본의 수출 제재 속에서도 ‘갤럭시노트10’에 탑재한 모바일AP를 7나노 공정만으로 첫 양산했다. 또 이번에 출시한 갤럭시S20 시리즈와 갤럭시Z플립 등은 모두 7나노 공정을 적용하며 대만 TSMC보다 한발 앞선 EUV 양산 능력을 입증했다는 평가다.

삼성전자는 EUV 기반의 7나노에서 TSMC에 확고한 우위를 점하고, 나아가 올 상반기 5나노 공정 기반 제품도 본격 양산할 계획이다. 여기에 TSMC보다 먼저 세계 최초로 개발한 3나노 공정 기술도 양산 기술 확보에 돌입했다. 이 부회장도 지난달 2일 새해 첫 업무를 화성사업장 방문으로 시작하며 3나노 공정 기술을 보고 받았다. 3나노 공정은 지난해 개발한 5나노 공정에 비해 반도체칩 면적을 약 35% 줄이고, 소비전략은 50% 감소시켜 성능(처리속도)을 30% 향상시킬 초격차 기술이다.

반도체업계 한 관계자는 “올 1분기 내에 삼성전자가 화성 EUV 전용라인이 가동을 시작하면 7나노 이하 초미세 파운드리 공정에서 압도적인 생산 능력을 갖추게 될 것”이라고 내다봤다.

삼성전자가 ‘노나셀’ 기술을 적용한 차세대 1억 800만 화소 이미지센서 ‘아이소셀 브라이트 HM1’. (사진=삼성전자)

◇1억 화소 벽 깬 ‘이미지센서’…모바일서 日소니 압도

소니가 세계 1위인 이미지센서 분야도 삼성전자가 메모리 분야에서 축적한 미세공정 기술을 기반으로, 스마트폰 등 모바일 중심으로 시장을 확대해나가고 있다.

시장조사기관 TSR에 따르면 지난해 전 세계 이미지센서 시장은 총 158억 8390만 달러(약 18조 8000억원)로 전년(131억 1600만 달러)보다 21.1% 성장했다. 시장점유율에서는 소니가 48.3%로 절반 가까이 차지했고 삼성전자가 21.0%로 뒤쫓고 있다. 2023년 270억 달러 규모로 성장할 이미지센서 시장을 두고 올해는 두 회사의 경쟁이 한층 치열해질 전망이다.

시장 점유율에선 소니가 삼성전자를 두 배 이상 앞서고 있지만, DSLR 등 기존 카메라 분야가 아닌 모바일에선 삼성의 기술 경쟁력이 우위라는 평가가 나온다. 특히 갤럭시S20 울트라 제품에 탑재한 후면 쿼드 카메라는 세계 최초로 1억 800만 화소와 8K(7680×4320) 동영상을 동시에 구현했다.

또 다른 업계 관계자는 “삼성전자는 중국 샤오미와 협업해 1억 800만 화소 이미지센서를 공급하는 등 중화권 수요 확보에 집중하고 있다”며 “올해 중국이 5G 서비스 상용화를 본격화하는 가운데 현지 프리미엄 스마트폰용 모바일 이미지센서 수요를 상당 부분 흡수할 수 있을 것”이라고 말했다.