삼성 파운드리, `AI 특화` 솔루션 공개…차세대 2나노·1.4나노 2027년 양산

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삼성 파운드리, 'AI 특화' 솔루션 공개…차세대 2나노·1.4나노 2027년 양산

디지털데일리 발행일 2024-06-13 10:40:59

고성현 기자

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실리콘밸리에서 개최된 삼성 파운드리 포럼 2024. 최시영 사장이 기조연설을 진행하는 모습 [ⓒ삼성전자]

[디지털데일리 고성현 기자] 삼성전자가 차세대 2나노 공정인 SF2Z를 공개했다. 그동안 쌓아온 게이트올어라운드(GAA) 양산 경험을 신규 공정에 적용하는 한편, 인공지능(AI) 턴키 솔루션을 제공해 팹리스 유치를 확대하겠다는 취지다. '꿈의 공정'으로 꼽히는 1.4나노 양산 일정은 기존에 밝힌 2027년으로 유지했다.

삼성전자가 미국 실리콘밸리에서 12일(현지시간) '삼성 파운드리 포럼 2024(Samsung Foundry Forum 2024)'를 개최하고 AI 시대를 주도할 파운드리 기술 전략을 공개했다.

삼성전자는 이번 행사에서 "Empowering the AI Revolution"을 주제로 잡았다. 그리고 인공지능(AI) 아이디어 구현을 위한 삼성전자의 최선단 파운드리 기술, 메모리 및 첨단패키지 분야와의 협력을 통한 시너지 창출 등 차별화 전략을 제시했다.

최시영 삼성전자 파운드리 사업부장(사장)은 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 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.

이번 파운드리 포럼은 미국 실리콘밸리 새너제이에 위치한 삼성전자 DS부문 미주총괄(DSA) 사옥에서 개최됐다. 포럼에는 르네 하스 Arm 최고경영자(CEO)와 조나단 로스 그록 CEO 등 업계 주요 전문가들이 참석했다. 포럼 참석자들은 삼성전자의 기술과 사업 현황과 함께 30여 개 파트너사가 마련한 부스에서 다양한 반도체 기술과 솔루션, 협력 방안을 공유했다.

삼성전자는 올해 행사에서 파운드리 2나노미터(㎚) 신규 공정 SF2Z, 4나노 신규 공정 SF4U를 공개했다.

SF2Z는 후면전력공급 기술을 적용한 2나노 공정이다. BSPDN은 전류 배선층을 웨이퍼 후면에 배치해 전력과 신호 라인의 병목 현상을 개선하는 기술이다. 이에 따라 기존 2나노 공정 대비 전력소모·성능·면적(PPA)이 개선되며 전류 흐름을 불안정하게 만드는 전압강하 현상을 대폭 줄여 고성능컴퓨팅(HPC) 설계 성능을 높일 수 있다. 삼성전자는 SF2Z를 2027년까지 준비할 계획이다.

또 다른 신규 공정인 4나노 SF4U는 기존 4나노 공정 대비 광학적 축소(optical shrink)를 통해 PPA 경쟁력이 추가 향상됐다. 2025년 양산 예정이다. '꿈의 공정'으로 꼽히는 1.4나노 공정 양산 계획은 기존대로 2027년으로 유지했다. 삼성전자는 이를 위해 목표한 성능과 수율 확보에 힘을 쏟고 있다.

현재 삼성전자는 3나노 공정에 GAA 트랜지스터 기술을 최초로 적용해 2022년부터 양산중이다. 올해 하반기부터는 2세대 3나노 공정 양산이 예정돼 있다. 아울러 GAA 양산 경험을 누적해 2나노에도 이를 적용하고 관련 양산 규모를 큰 폭으로 확대하겠다는 목표다.

AI에 필요한 커스텀 솔루션을 제공하겠다는 계획도 내놨다. 메모리와 파운드리, 첨단패키징 역량을 모두 보유하고 있는 강점을 살려 이를 일괄적으로 제공하는 통합 AI 솔루션을 선보이겠다는 의미다. 이를 통해 팹리스가 파운드리, 메모리, 패키지 업체를 각각 활용하는 경우 대비 칩 개발에서 생산에 걸리는 시간을 약 20% 단축한다. 삼성전자는 나아가 2027년에는 AI 솔루션에 광학 소자까지 통합할 예정이다.

그러는 한편 파운드리 사업부 경쟁력 강화를 위해 고객과 응용처별 포트폴리오도 다변화한다. 삼성전자는 급격히 성장하고 있는 AI 분야에서 고객 협력을 강화했고, 이에 따라 올해 AI 제품 수주 규모가 작년 대비 80% 이상 성장했다고 밝혔다. 또8인치 파운드리와 성숙 공정에서도 PPA와 가격경쟁력을 개선한 공정 포트폴리오를 제공해 다양한 고객 니즈에 대응하고 있다.

삼성전자는 다음 날인 13일(현지시간) 'SAFE(Samsung Advanced Foundry Ecosystem) 포럼 2024'를 개최한다. 올해 주제는 "AI: Exploring Possibilities and Future"로, 삼성전자는 파트너사들과 AI 시대 고객 맞춤형 기술과 솔루션을 함께 공유하고 제시하는 장을 마련한다.

이날 포럼에서는 마이크 엘로우 지멘스 CEO, 빌 은 AMD VP, 데이비드 라조브스키 셀레스티얼 AI CEO 등이 참석해 AI 시대에 요구되는 칩과 시스템 설계 기술의 발전 방향을 논의한다.

지난해 출범한 첨단 패키지 협의체인 'MDI 얼라이언스 (Multi-Die Integration Alliance)'의 첫 워크숍이 진행된다. 삼성전자와 MDI 파트너사들은 이번 워크숍에서 구체적인 협력 방안을 심도있게 논의하는 등 파트너십을 더욱 강화하고, 2.5D와 3D 반도체 설계에 대한 종합적인 솔루션을 구체화할 예정이다.