삼성전자, 파운드리 '2나노' 공정 로드맵 공개···2025년 모바일부터 시작

삼성전자가 2㎚(나노미터) 파운드리 공정 로드맵을 구체화했다. 2025년 모바일, 2026년 고성능 컴퓨팅(HPC), 2027년 차량용(오토모티브)으로 양산 범위를 확대한다는 계획이다. 2㎚ 공정이 최신 3㎚ 2세대 공정보다 성능은 12%, 전력 효율은 25% 높일 수 있다는 판단에서다.

삼성전자는 27일(현지시간) 미국 실리콘밸리에서 '삼성 파운드리 포럼 2023'을 개최했다. '경계를 넘어서는 혁신'을 주제로 열린 이번 행사에서는 인공지능(AI) 시대에 최첨단 반도체 한계를 극복할 다양한 방법을 제시했다.

이날 포럼에는 파운드리 사업부 주요 고객과 파트너를 포함해 총 700여 명이 참석했다. 38개 파트너는 행사장에 부스를 마련해 최신 파운드리 기술 트렌드를 공유했다.

최시영 삼성전자 파운드리사업부 사장은 기조연설을 통해 "많은 고객사가 자체 제품과 서비스에 최적화된 AI 전용 반도체 개발에 나서고 있다"며 "AI 반도체에 가장 최적화된 기술을 혁신하며 AI 기술 패러다임 변화를 주도하겠다"고 말했다.

삼성전자는 이날 2025년 양산을 예고한 최첨단 2㎚ 공정 세부 계획과 기술 수준을 공개했다. 2㎚ 공정을 의미하는 SF2에서 모바일 제품을 중심으로 양산을 시작하고 2026년에는 HPC, 2027년엔 오토모티브로 양산 범위를 확대하겠다는 계획이다. SF2는 SF3(3㎚ 2세대 공정)보다 성능은 12%, 전력 효율은 25% 높일 수 있다. 면적은 5% 줄어든다. 1.4㎚ 공정은 계획대로 2027년 양산에 접어들 예정이다.

삼성전자는 2025년 소비자, 데이터센터, 오토모티브용 8인치 질화갈륨(GaN) 전력 반도체 파운드리 서비스를 시작한다. GaN은 기존 실리콘(Si) 반도체 한계를 극복해 시스템 고속 스위칭과 전력 절감을 극대화하는 차세대 전력 반도체다.

또 6세대 이동통신(6G) 선행 기술을 확보하기 위해 5㎚ RF(Radio Frequency) 공정도 개발해 2025년 상반기에 양산한다. 이 공정을 도입하면 기존 14㎚보다 전력 효율은 40% 이상 높이고 면적은 50% 줄일 수 있다. 삼성전자는 또 현재 양산 중인 8㎚, 14㎚ RF 공정을 모바일뿐 아니라 오토모티브 등 다양한 응용처로 확대할 계획이다.

아울러 삼성전자는 시장과 고객 수요에 신속하고 탄력적으로 대응하기 위해 셸퍼스트 전략을 추진한다는 전략이다. 셸퍼스트 전략은 클린룸을 선제적으로 건설하고 향후 시장 수요와 연계한 탄력적인 설비 투자로 안정적인 생산 능력을 확보해 고객 수요에 적극적으로 대응하려는 전략을 의미한다.

삼성전자는 현재 경기도 평택과 미국 테일러에 반도체 클린룸을 선제적으로 건설하고 있다. 2027년에는 클린룸 규모가 2021년보다 7.3배 늘어날 예정이다. 삼성전자는 하반기 평택 3라인에서 모바일 등 다양한 응용처 제품을 본격적으로 양산할 계획이다.

건설 중인 미국 테일러 1라인을 하반기에 완공하고 내년 하반기에 본격적으로 가동한다. 또 국가산업단지로 조성 중인 용인으로 생산 거점을 확대할 계획이다. 삼성전자는 용인에 들어설 시스템 반도체 클러스터에 5개 파운드리 공장(팹)을 세우기로 한 상황이다.

삼성전자는 이날 '삼성 어드밴스드 파운드리 에코시스템(SAFE)' 글로벌 파트너인 메모리, 패키지 기판, 테스트 분야 기업과 최첨단 패키지 협의체인 '멀티 다이 인터그레이션(MDI) 얼라이언스'를 출범한다고 밝혔다.

MDI 얼라이언스는 2.5차원(2.5D), 3차원(3D) 이종 집적 패키지 기술(기능이 서로 다른 반도체가 하나의 반도체처럼 동작하도록 하는 패키지 기술) 생태계를 구축해 적층 기술을 혁신하고 파트너와 '최첨단 패키지 원스톱(One-stop) 턴키 서비스'를 제공한다. 특히 고성능 컴퓨팅(HPC)·오토모티브 등 응용처에 따라 차별된 패키지 솔루션을 개발해 다양한 시장과 고객 요구 사항을 만족시킬 계획이라고 말했다.

계종욱 삼성전자 파운드리사업부 부사장은 "삼성전자는 SAFE 파트너와 협력해 최첨단 공정과 이종 집적 기술 도입에 따라 높아지는 설계 복잡도를 최소화하고 있다"며 "이번 포럼을 계기로 SAFE 생태계에 양적·질적 성장을 이루어 고객의 혁신과 성공을 지원하겠다"고 말했다.
 

삼성전자 경기 평택 반도체 단지 [사진=삼성전자]