5나노 공정 개발한 삼성, 비메모리도 초격차 진격

비메모리도 초격차 진격
이달 업계 첫 7나노제품 출하
작년 19% 점유…TSMC 추격
시스템반도체 생태계 강화 기대

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5나노 공정 개발한 삼성, 비메모리도 초격차 진격
EUV(극자외선) 전용라인을 만들고 있는 삼성전자 화성캠퍼스 전경. 삼성전자는 16일 EUV를 적용한 5나노 파운드리 공정 개발에 성공했다고 밝혔다. 삼성전자 제공


5나노 공정 개발한 삼성, 비메모리도 초격차 진격


[디지털타임스 박정일 기자] 삼성전자가 파운드리(반도체 수탁생산) 사업에서도 또 한번 '초격차'로 향하는 기술 경쟁력을 보여줬다. 업계 최고 수준의 미세공정을 앞세운 수주 성과도 이어지고 있다.

2030년까지 비메모리에서도 세계 1위를 차지하겠다는 이재용 삼성전자 부회장의 자신감의 실체가 서서히 나오고 있다. 삼성전자는 EUV(극자외선) 기술을 기반으로 5나노(㎚·머리카락 10만분의 1 굵기) 공정 개발에 성공했다고 16일 밝혔다. 아울러 업계 최초로 이달 내 7나노(㎚·머리카락 10만분의 1 굵기) 제품을 출하했고, 연내 양산을 목표로 6나노 제품 설계도 완료했다고 덧붙였다.

◇예상보다 빠른 양산 속도…퀄컴 등 추가 수주 기대= 업계 관계자는 "7나노 양산의 경우 애초 예상보다 2달 남짓 빠른 성과인 만큼, 공정 확대에 따른 추가 수주도 기대된다"고 말했다. 삼성전자 측은 "6나노 공정 기반 제품의 경우 이미 대형 고객과 생산 협의를 진행하고 있으며, 제품 설계가 완료돼(Tape-Out) 올해 하반기 양산할 예정"이라고 전했다.

10나노 미만 미세공정의 경우 생산단가 등을 고려했을 때 스마트폰용 AP(애플리케이션프로세서) 등 고부가가치 제품일 가능성이 높고, 이 시장에서는 시장의 절반 가량을 차지하는 퀄컴을 비롯해 아이폰을 앞세운 애플 등 소수 업체들이 대형 고객사로 꼽힌다.

삼성전자는 이번 7·6나노 양산과 5나노 공정 개발 등으로 초미세공정에서의 포트폴리오를 강화했다. 차세대 '5나노 공정'은 셀 설계 최적화로 기존 7나노 공정보다 로직 면적을 25% 줄일 수 있으며, 20% 향상한 전력 효율 또는 10% 강화한 성능을 제공한다.

특히 7나노 공정에 적용한 설계 자산(IP)을 그대로 활용할 수 있어, 기존 7나노 공정을 사용하는 수요업체들은 5나노 공정의 설계 비용을 줄일 수 있다고 회사 측은 설명했다.

◇1위 TSMC의 위기…삼성전자 점유율 급등= 파운드리란 반도체 설계업체의 의뢰를 받아 미세공정으로 제품을 만들어주는 시장으로, 현재 이 시장에서는 대만 업체인 TSMC가 절대적인 강자다. 하지만 2017년 말 기준 50.4%에 이르렀던 TSMC의 점유율은 연초 공정 오염 사고에 따른 실적 급락으로 지난 1분기 48.1%까지 떨어졌다.

반대로 삼성전자의 경우 2017년 말 6.72%에서 지난 1분기 19.1%까지 점유율을 늘렸다. 파운드리 사업부를 별도 분리해 적극적으로 육성한 점 등이 주효했다. 여기에 화성에 EUV 전용라인을 구축해 연내 가동할 예정이어서 추가 매출 확대가 기대된다.

시장조사업체 등에 따르면 작년 파운드리 시장은 700억 달러(약 80조원) 규모로, 삼성전자가 주도하는 낸드플래시(약 72조원) 시장보다 크다. 메모리처럼 미세공정이 가장 중요한 경쟁력 중 하나로 꼽히는 만큼 삼성전자가 가진 장점을 십분 활용할 수 있는 시장이다.

◇ 시스템반도체 생태계 강화 기대…지원 프로그램 확대=이 공정의 기반이 된 EUV 기술은 기존 불화아르곤 (ArF)보다 파장의 길이가 짧은 EUV 광원을 사용해, 보다 세밀한 반도체 회로를 구현할 수 있는 것이 특징이다. 회사 측은 회로를 새기는 작업을 반복하는 멀티 패터닝(Multi-Patterning) 공정을 줄여 성능과 수율을 높일 수 있다고 강조했다.

삼성전자 관계자는 "이번 핵심 기술 확보로 국내 시스템 반도체 생태계가 강화할 것으로 기대한다"며 "파운드리 사업은 반도체 장비, 소재, 디자인, 패키징, 테스트 등 다양한 전문 업체들이 함께 성장해야 하는 만큼 전·후방 연관 효과가 크다"고 의미를 부여했다.

삼성전자는 실제로 다양한 프로그램을 5나노 공정까지 확대해 시스템반도체 전문 업체들을 지원한다는 방침이다. 먼저 1장의 웨이퍼에 여러 종류의 반도체 제품을 생산하는 'MPW(멀티 프로젝트 웨이퍼) 서비스'를 최신 5나노 공정까지 제공해 설계 업체의 부담을 줄여주고, 또 파운드리 지원 프로그램인 'SAFE TM'으로 제품 설계를 돕는 다양한 디자인 인프라를 제공한다.

한편 삼성전자는 최신 파운드리 생산시설인 화성캠퍼스 S3 라인에서 EUV 기반 최첨단 공정 제품을 생산하고 있으며, 현재 건설 중인 화성캠퍼스 EUV 전용 라인을 2020년부터 본격 가동해 고객과 시장의 요구에 대응해 나갈 계획이다.

박정일기자 comja77@dt.co.kr

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