삼성전자가 AI 반도체의 파운드리(위탁생산) 수주를 전년 대비 80% 이상 늘리며 TSMC 추격에 나선다. 고성능 컴퓨팅 설계에 최적화된 2나노 공정과 성능을 대폭 개선한 4나노 공정 등 새로운 로드맵도 처음 공개했다. ▶관련기사 6면

고성능 컴퓨팅(HPC) 설계 기능을 높인 최첨단 공정을 2027년 도입하겠다는 계획도 선보였다. 삼성전자는 12일(현지시간) 미국 실리콘밸리에서 ‘삼성 파운드리 포럼 2024 (Samsung Foundry Forum 2024)’를 개최하고 인공지능(AI) 시대를 주도할 파운드리 기술 전략을 공개했다.

최시영 파운드리사업부 사장은 이날 기조연설에서 “AI를 중심으로 모든 기술이 혁명적으로 변하는 시점에서 가장 중요한 건 AI 구현을 가능하게 하는 고성능·저전력 반도체”라며 “삼성전자는 AI 반도체에 최적화된 GAA(게이트올어라운드, Gate-All-Around) 공정 기술과 적은 전력 소비로도 고속 데이터 처리가 가능한 광학 소자 기술 등을 통해 AI 시대에 고객들이 필요로 하는 원스톱(One-Stop) AI 솔루션을 제공할 것”이라고 말했다.

르네 하스(Rene Haas) Arm CEO와 조나단 로스(Jonathan Ross) 그로크(Groq) CEO 등 삼성의 주요 협력사 관계자들도 참석했다. 미국 AI 반도체 기업 그로크는 지난해 8월 삼성전자 파운드리와 협력을 체결하고, 차세대 AI 가속기 생산을 삼성 4나노(SF4X) 공정으로 생산하기로 했다.

▶새로운 2·4나노 공정 공개…AI 수주 80%↑=삼성은 기술 혁신을 통한 새로운 공정 추가로 포트폴리오를 다변화하고, 고성능 컴퓨팅·AI 등 새롭게 부상하는 응용처로 사업을 확장한다는 방침이다. 실제로 삼성전자 파운드리의 올해 AI 제품 수주 규모는 지난해 대비 80% 이상 성장했다.

이날 포럼에서 삼성전자는 새로운 SF2Z·SF4U 파운드리 공정을 기존 로드맵에 추가했다.

SF2Z 공정은 후면전력공급 기술을 적용한 2나노 공정이다. 기존 2나노 공정 보다 소비전력·성능 등을 개선하며, 전류의 흐름을 불안정하게 만드는 ‘전압강하’ 현상을 대폭 줄일 수 있어 고성능 컴퓨팅 설계 성능을 향상시킬 수 있다. 삼성전자는 SF2Z 공정을 2027년까지 준비한다는 계획이다.

SF4U는 광학적 축소(optical shrink)를 통해 기존 4나노 공정 대비 전력, 성능 등 경쟁력을 향상한다. 2025년 양산 예정이다.

삼성은 앞서 공개했던 2027년 1.4나노 공정 양산 계획도 차질없이 진행되고 있으며, 목표한 성능과 수율을 확보하고 있다고도 밝혔다. 올해 하반기에는 2세대 3나노 공정 양산을 시작한다. 삼성전자는 2022년 6월 세계 최초로 GAA 기술을 활용해 3나노 양산에 성공한 바 있다. 삼성은 2나노 공정에도 GAA 기술을 적용할 예정이어서 GAA 공정 양산 규모는 향후 큰폭으로 확대될 전망이다.

▶통합 AI 턴키 서비스, 생산 시간 20% 단축…MDI 얼라이언스 첫 워크숍 개최=삼성은 ‘파운드리, 메모리, 어드밴스드패키지(AVP)’를 통합한 AI 솔루션인 ‘턴키’ 서비스로 고객사 맞춤형 솔루션도 제공한다. 턴키 서비스 사용시 팹리스(반도체설계) 고객은 칩 개발부터 생산까지 걸리는 시간을 파운드리, 메모리, 패키지 업체를 각각 사용할 경우 보다 20% 단축할 수 있다.

삼성은 2027년에는 AI 턴키 서비스에 광학 소자까지 통합할 계획이다. AI 시대에서 고성능·저전력·고대역폭 강점을 갖춘 통합 AI 솔루션을 통해 고객의 공급망을 단순화하는 데 기여한다는 방침이다.

오는 13일(현지시간) 개최되는 SAFE 포럼에서는 SAFE 포럼에는 마이크 엘로우(Mike Ellow) 지멘스 CEO, 빌 은(Bill En) AMD 부사장(VP), 데이비드 라조브스키(David Lazovsky) 셀레스티얼 AI CEO 등이 참석해 AI 시대에 요구되는 칩과 시스템 설계 기술의 발전 방향을 논의한다.

지난해 출범한 삼성전자 첨단 패키지 협의체인 ‘MDI 얼라이언스 (Multi-Die Integration Alliance)’의 첫 워크숍도 진행된다. MDI 얼라이언스는 반도체 패키징을 위한 연합체다. 삼성은 MDI 얼라이언스 참가업체들과 2.5D와 3D 반도체 설계에 대한 종합적인 솔루션을 구체화할 예정이다.

김민지 기자