"2027년 2나노 신공정 도입"…삼성전자, 美 파운드리 포럼서 비전 제시

27년, BSPDN 2나노(SF2Z) 및 1.4나노 양산
4나노 공정(SF4U) 공개…2025년 양산 계획
파운드리ㆍ메모리ㆍAVP 턴키 서비스 강화

▲6월 12일(현지시간) 미국 실리콘밸리에서 열린 '삼성 파운드리 포럼 2024(Samsung Foundry Forum 2024)'에서 최시영 삼성전자 파운드리 사업부장 사장이 기조연설을 하고 있다. (자료제공=삼성전자)

삼성전자가 최선단 파운드리 서비스 강화를 위해 신기술을 적용한 2나노미터(㎚·10억 분의 1ｍ) 공정을 2027년까지 도입한다.

삼성전자는 12일(현지시간) 미국 실리콘밸리에서 '삼성 파운드리 포럼 2024'를 개최하고 이러한 전략을 공개했다.

이번 행사는 'Empowering the AI Revolution'을 주제로 개최됐다. 삼성전자는 고객의 인공지능(AI) 아이디어 구현을 위해 삼성전자의 최선단 파운드리 기술과 메모리와 어드밴스드 패키지(Advanced Package) 분야와의 협력을 통한 시너지 창출 등 차별화 전략을 제시했다.

▲6월 12일(현지시간) 미국 실리콘밸리에서 열린 '삼성 파운드리 포럼 2024(Samsung Foundry Forum 2024)' 현장 (자료제공=삼성전자)

삼성전자는 기존 파운드리 공정 로드맵에서 SF2Z, SF4U를 추가로 공개했다.

삼성전자는 후면전력공급 기술(BSPDN)을 적용한 2㎚ 공정(SF2Z)을 2027년까지 준비한다는 계획이다. BSPDN은 전류 배선층을 웨이퍼 후면에 배치해 전력과 신호 라인의 병목 현상을 개선하는 기술이다.

SF2Z는 기존 2㎚ 공정 대비 소비전력·성능·면적(PPA) 개선 효과뿐 아니라 전류의 흐름을 불안정하게 만드는 '전압강하' 현상을 대폭 줄일 수 있어 고성능 컴퓨팅 설계 성능을 향상시킬 수 있다.

또 다른 신규 공정인 4㎚ SF4U는 기존 4㎚ 공정 대비 광학적 축소(optical shrink)를 통해 PPA 경쟁력이 추가 향상됐다. 2025년 양산 예정이다.

▲GAA 트랜지스터 기술 적용한 삼성전자의 2나노 공정 (자료제공=삼성전자)

삼성전자는 2027년 1.4㎚ 공정 양산을 계획하고 있으며, 목표한 성능과 수율을 확보하고 있다고 밝혔다.

삼성전자는 3㎚ 공정에 게이트 올 어라운드(GAA) 트랜지스터 기술을 최초로 적용해 2022년부터 양산 중이며, 올해 하반기에 2세대 3㎚ 공정 양산을 시작할 계획이다. GAA는 기존 핀펫(FinFET) 기술 대비 전류가 흐르는 채널을 늘려 데이터 속도와 전력 효율을 높인 기술이다.

삼성전자는 파운드리와 메모리, 어드밴스드 패키지 사업을 모두 보유하고 있는 만큼 AI 시대에 필요한 사양과 고객의 요구에 맞춘 커스텀 솔루션 제공을 위한 협력에 유리하다.

▲삼성전자 파운드리, 메모리, 어드밴스드 패키지를 포함하는 토탈 솔루션 (자료제공=삼성전자)

삼성의 통합 AI 솔루션을 활용하는 팹리스 고객은 파운드리, 메모리, 패키지 업체를 각각 사용할 경우 대비 칩 개발부터 생산에 걸리는 시간을 약 20% 단축할 수 있다.

더 나아가 2027년에는 AI 솔루션에 광학 소자까지 통합한다는 계획이다. 이를 통해 AI 시대에 고객들이 필요로 하는 '원스톱 AI 솔루션' 제공이 가능할 것으로 기대된다.

▲삼성전자 선단 파운드리 공정 로드맵 (자료제공=삼성전자)

삼성전자는 파운드리 사업부의 사업 경쟁력 강화를 위해 고객과 응용처별 포트폴리오도 다변화할 계획이다.

삼성전자는 AI 분야에서 고객 협력을 강화해 올해 AI 제품 수주 규모는 작년 대비 80% 이상 성장했다. 8인치 파운드리와 성숙 공정에서도 PPA와 가격경쟁력을 개선한 공정 포트폴리오를 제공해 다양한 고객 니즈에 대응하고 있다.

최시영 삼성전자 파운드리 사업부 사장은 이날 기조연설에서 "AI를 중심으로 모든 기술이 혁명적으로 변하는 시점에서 가장 중요한 건 AI 구현을 가능하게 하는 고성능ㆍ저전력 반도체"라며 "삼성전자는 AI 반도체에 최적화된 GAA 공정 기술과 적은 전력 소비로도 고속 데이터 처리가 가능한 광학 소자 기술 등을 통해 AI 시대에 고객들이 필요로 하는 원스톱 AI 솔루션을 제공할 것"이라고 말했다.