[일요경제 민다예 기자] 삼성전자가 파운드리(반도체 위탁생산) 사업에서 2025년 2나노미터(nm·10억 분의 1m), 2027년 1.4나노미터 공정을 도입하며 업계 1위인 대만 TSMC 추격에 나선다.

지난 6월 3나노 공정 도입 당시 적용한 GAA(게이트올어라운드) 트랜지스터 기술을 기반으로 2나노와 1.4나노 안정적인 생산 인프라를 선제적으로 구축해 공급 안정화를 추진한다는 계획이다.

4일 삼성전자에 따르면 3일(현지시간) 미국 실리콘밸리에서 '삼성 파운드리 포럼 2022(Samsung Foundry Forum 2022)'를 열고 이같은 파운드리 신기술과 사업 전략을 공개했다. 3년만에 오프라인으로 개최된 올해 삼성 파운드리 포럼에는 팹리스 고객·협력사·파트너 등 500여명이 참석했다.

이 자리에서 삼성전자는 우선적으로 선단 파운드리 공정 혁신 현황을 공개했다. 선단(첨단, advanced) 공정은 반도체의 선폭(트랜지스터 게이트의 폭)이 7나노 이하인 공정을 뜻한다.

삼성전자는 2015년 핀펫(FinFET) 트랜지스터를 세계 최초로 양산하고, 지난 6월 GAA 트랜지스터 기술을 적용한 3나노 1세대 공정 양산을 세계 최초로 시작했다. 여기에 2025년 2나노미터, 2027년 1.4나노미터 공정 도입에 성공해 선단 공정 고객 폭을 확대하겠다는 계획이다.

이를 위해 삼성전자는 2027년까지 선단 공정 생산능력을 올해 대비 3배 이상 확대한다. 삼성전자는 평택, 화성과 미국 테일러에서 선단 공정 파운드리 제조 라인을 운영하고, 화성, 기흥과 미국 오스틴에서는 성숙 공정을 양산하고 있다.

특히 삼성전자는 앞으로 '셸 퍼스트(Shell First)' 라인 운영으로 시장 수요에 신속하고 탄력적으로 대응할 예정이다. '셸 퍼스트'는 클린룸을 선제적으로 건설하는 시스템을 의미한다. 기존 파운드리 사업이 주문을 받고 이를 위한 제조 시설을 짓는 식이었다면, 앞으로는 제조 시설을 먼저 짓고 주문을 받겠다는 것이다.

삼성전자는 미국 테일러 파운드리 1라인에 이어 투자할 2라인을 '셸 퍼스트'에 따라 진행할 계획이다.

2.5D·3D 이종 집적(Heterogeneous Integration) 패키징 기술 개발도 가속화한다. 특히 삼성전자는 3나노 GAA 기술에 삼성 독자의 MBCFET(Multi Bridge Channel FET) 구조를 적용하는 한편 3D IC 솔루션도 제공하며 고성능 반도체 파운드리 서비스를 제공할 예정이다.

삼성전자는 u-Bump(micro Bump)형 X-Cube를 2024년에 양산하고, 2026년에는 Bump-less형 X-Cube를 선보일 계획이다. u-Bump 기술은 일반 범프 대비 더 많은 데이터 처리가 가능하고, Bump-less 기술은 패키징에서 범프를 없애 한층 더 진화한 데이터 처리량을 구현한다.

삼성전자는 HPC(High Performance Computing), 오토모티브(차량용 반도체), 5G, IoT 등 고성능 저전력 반도체 시장을 적극 공략해 2027년까지 모바일을 제외한 제품군의 매출 비중을 50% 이상으로 키워갈 계획이다.

삼성전자는 지난 6월 세계 최초로 3나노 공정 기반의 HPC 제품을 양산한데 이어, 4나노 공정을 HPC와 오토모티브로 확대한다. eNVM(embedded Non-Volatile Memory)과 RF도 다양한 공정을 개발해 고객 니즈에 맞춘 파운드리 서비스를 제공한다.

삼성전자는 현재 양산 중인 28나노 차량용 eNVM 솔루션을 2024년 14나노로 확대하고, 향후 8나노 eNVM 솔루션을 위한 기술도 개발 중이다.

삼성전자는 RF 공정 서비스도 확대한다. 삼성전자는 현재 양산 중인 14나노 RF 공정에 이어 세계 최초로 8나노 RF 제품 양산에 성공했으며, 5나노 RF 공정도 개발 중이다.

최시영 삼성전자 파운드리사업부장(사장)은 "고객의 성공이 삼성전자 파운드리사업부의 존재 이유"라고 강조하며 "삼성전자는 더 나은 미래를 창조하는 파트너로서 파운드리 산업의 새로운 기준이 되겠다"고 말했다.