삼성전자, 2나노 파운드리 첫 수주… TSMC 추격 시동

삼성전자가 일본 최대 AI 유니콘 기업으로부터 수주한 2나노 공정 양산에 나선다. 하반기 양산을 예고한 3나노 2세대 공정도 안정적 성능과 수율을 바탕으로 순항 중이라고 밝혔다.

삼성전자는 9일 서울 코엑스에서 삼성 파운드리 2024를 열고 AI 시대를 주도할 파운드리 기술 로드맵을 공개했다.

이날 포럼에서 삼성전자는 일본 프리퍼드 네트웍스(PFN)으로부터 수주한 2나노(SF2) 기반 AI 가속기 반도체를 2.5차원 (I-Cube S) 패키지 기술을 통해 양산할 계획을 밝혔다.

'I-Cube'는 인공지능 반도체에 많이 쓰이는 중앙처리장치(CPU) 또는 그래픽처리장치(GPU) 간의 칩렛(Chiplet) 연결이나 AI 가속기와 고대역폭메모리(HBM)를 수평으로 배치해 하나의 반도체처럼 동작하게하는 이종집적화 패키지 기술이다.

삼성전자는 저전력·고성능 반도체를 구현하기 위한 GAA(Gate-All-Around) 공정과 2.5차원 패키지 기술 경쟁력을 끌어올린다는 전략이다. GAA는 트랜지스터 채널의 3개면을 감싸는 핀펫(FinFET) 구조에서 4개면으로 늘린 것으로 데이터 처리 속도와 효율을 높일 수 있다.

삼성전자는 2022년 세계 최초로 GAA를 적용한 3나노 양산에 성공했는데 경쟁사인 TSMC도 2나노부터는 GAA를 적용할 것으로 알려졌다.

삼성은 내년 말 2나노 양산을 시작으로 2027년에는 1나노 공정 진입을 준비 중이다. 파운드리 후발주자지만 생태계를 키워 TSMC 추격에 속도를 낸다는 전략이다.

이를 위해 종합반도체 기업(IDM)이 제공할 수 있는 턴키(Turn Key, 일괄 생산) 서비스을 앞세우고 제조비용과 기간을 최대한 단축하는 서비스를 제공한다. 메모리와 파운드리, 어드밴스드 패키지 사업을 모두 보유했기 때문으로 이번 포럼에서 국내 DSP 업체 가온칩스와의 최첨단 공정 기반의 수주 성과를 알리기도 했다.

삼성전자는 TSMC 추격 해법으로 국내외 주요 반도체 업체와의 생태계 협력을 강조한다.

HPC(고성능컴퓨팅)·AI 분야 생태계 결집을 통해 파운드리 역량을 강화한다는 전략이다.

이날 포럼에서도 디자인 솔루션(DSP), 설계자산(IP), 설계자동화툴(EDA), 테스트∙패키징 (OSAT) 분야를 만족시킬 다양한 솔루션을 소개됐다.

특히 EDA 분야의 경우 삼성전자의 파트너수는 23개로 TSMC(14개)보다 많다.

최시영 파운드리 사업부 사장은 "국내 팹리스 고객을 위한 다양한 스페셜티 공정기술을 지원하고 있다"며 "AI 전력효율을 높이는 BCD, 엣지 디바이스의 정확도를 높여주는 고감도 센서 기술 등 스페셜티 솔루션을 융합할 것"이라고 말했다.

또 단일 웨이퍼에 여러 종류의 설계를 배치해 비용을 절감하는 MPW(Multi Project Wafer) 서비스를 올해 32회에서 내년 35획까지 확대한다.

국내 팹리스와 DSP의 수요가 많은 4나노의 경우, 내년 MPW 서비스를 올해보다 1회 더 추가 운영해 HPC, AI 분야 국내 첨단 반도체 생태계 확대를 적극 지원할 계획이다.

포럼에는 텔레칩스, 어보브, 리벨리온 등 팹리스 기업이 참석해 삼성 파운드리와의 협력 성과를 공유하기도 했다.

또 세이프 포럼에서는 삼성전자와 국내외 파트너들은 2.5D/3D 칩렛 설계 기술, IP 포트폴리오, 설계를 검증하고 최적화하는 방법론 등 AI 반도체 설계 인프라를 집중 소개했다.

삼성전자 파운드리포럼은 매년 한국·미국·유럽·일본 등에서 열리며 올해 하반기는 일본과 유럽 지역에서도 행사를 개최할 계획이다.