기술 초격차 벌리는 삼성전자, 최첨단 5나노 반도체 공정 개발

7나노·6나노 공정도 양산 본격화.. 파운드리 분야 점유율 확대 나서

삼성전자 극자외선(EUV) 기술 기반의 반도체 생산라인이 경기도 화성에 지어지고 있다. 삼성전자 제공

삼성전자가 첨단 초미세 기술 기반의 5나노 반도체 공정 개발에 성공했다. 메모리 반도체 시장을 장악한 삼성전자가 파운드리(반도체 수탁생산) 분야에서도 ‘기술 초격차’를 구현하며 점유율 확대에 나서는 양상이다.

삼성전자는 16일 “설계 최적화를 통해 기존 공정보다 전력 효율과 성능을 대폭 향상한 차세대 5나노 공정을 개발했다”고 밝혔다.

5나노 공정은 반도체 설계 회로 사이의 간격을 아주 작은 간격인 5㎚(나노미터)로 구현하는 초미세 공정이다. 1㎚는 머리카락 굵기의 10만분의 1 크기다. 회로 사이 간격이 좁을수록 반도체 칩의 부피는 줄어들고, 담기는 정보의 양도 많아진다.

특히 삼성전자의 5나노 공정 개발은 극자외선(EUV) 기반이라는 데 의미가 크다. EUV는 기존 반도체 공정에서 사용했던 불화아르곤(ArF)을 대체할 수 있는 광원으로 파장의 길이가 짧아 세밀한 반도체 회로 패턴 구현에 적합하다. 게다가 새 5나노 공정은 7나노 공정에 적용된 설계 자산을 활용할 수 있으므로 설계 비용도 줄일 수 있다.

이와 함께 삼성전자는 올해 초 업계 최초로 EUV 공정을 적용해 양산 체제에 돌입한 7나노 제품을 이달 중 본격적으로 출하하기로 했다. 6나노 공정 기반의 제품에 대해서는 대형 고객사들과 생산 협의를 진행하고 있으며, 최근 제품 설계가 최종적으로 완료됨에 따라 올 하반기에 양산에 들어갈 예정이다.

삼성전자는 초미세 공정 기술 확보를 통해 파운드리 기술 리더십과 4차 산업혁명을 이끌 시스템 반도체 사업의 경쟁력을 강화한다는 계획이다. 이는 국내 반도체 생태계 발전과 시스템 반도체 산업 육성에도 큰 역할을 할 것으로 기대된다. 파운드리 사업은 반도체 장비, 소재, 디자인, 패키징, 테스트 등 다양한 전문업체들이 뒷받침돼야 해서 전후방 산업 연관 효과가 크다.

삼성전자는 최신 파운드리 생산시설인 경기도 화성캠퍼스 S3 라인에서 EUV 기반 최첨단 공정 제품을 생산하고 있다. 현재 건설 중인 화성캠퍼스 EUV 전용 라인은 내년부터 본격적으로 가동한다.

앞으로 삼성전자와 파운드리 업계 1위 대만 TSMC 간 글로벌 파운드리 수주 경쟁도 치열하게 전개될 전망이다.

TSMC는 최근 5나노 공정에 활용할 시스템 반도체 설계 플랫폼을 삼성전자에 앞서 완성한 것으로 알려졌다. 7나노 EUV 양산 제품은 올 상반기 중 삼성전자보다 늦게 내놓을 전망이다.

세계 파운드리 시장 점유율은 TSMC와 삼성전자가 각각 48.1%, 19.1%다.

유성열 기자 nukuva@kmib.co.kr

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