삼성전자, 초미세공정 기술력 앞세워 파운드리 주도권 쥔다

EUV 기반 공정으로 대형 고객사 확보

파운드리 1위 대만 TSMC 맹추격 나서

지난 4월 시스템 반도체 비전 선포식이 열린 삼성전자 화성캠퍼스 부품연구동(DSR)에서 이재용 부회장이 발언하고 있다. [사진=연합뉴스]

삼성전자가 '2030년 비메모리 반도체 1위' 목표에 서서히 다가가고 있다. 극자외선(EUV) 7나노(㎚) 공정을 앞세워 대형 고객사들을 잇따라 확보하면서 파운드리(반도체 위탁생산) 부문 1위인 대만의 TSMC를 바짝 추격 중이다.

3일 관련업계에 따르면 삼성전자 파운드리사업부는 최근 IBM, 퀄컴, 엔비디아 등 글로벌 팹리스 업체들의 차세대 칩셋 수주에 성공했다. 인텔 또한 삼성전자에 14나노 PC용 CPU 생산 위탁을 논의하고 있다.

이 같은 호실적은 삼성전자의 초미세공정이 큰 영향을 끼쳤다. 지난해까지만 해도 7나노 미세공정을 도입한 곳은 TSMC가 유일했다. 그러나 지난 4월 삼성전자도 7나노 양산에 성공하면서 본격적인 경쟁을 앞둔 상황이다.

전문가들은 후발주자임에도 불구하고 삼성전자의 기술력이 앞선다고 평가하고 있다. 파운드리 시장에서의 경쟁력은 미세공정에 있다. TSMC의 경우 7나노 공정에 불화아르곤 장비를 이용하고 있다. 하지만 삼성전자는 세계 최초로 EUV 노광장비를 활용한다. EUV는 기존 불화아르곤 대비 광원 파장이 14분의1에 불과해 더욱 정밀한 회로를 만들 수 있다.

삼성전자는 초미세공정 개발에 유리한 EUV를 토대로 시장의 주도권을 뺏기지 않겠다는 전략이다. 올해 하반기부터는 6나노 기반 제품의 양산을 시작할 예정이다. 지난 4월에는 5나노 공정 개발에 성공하는 등 중장기적인 성장 기반도 구축했다.

파운드리 생태계 확장에도 주력하고 있다. 지난해 '삼성 파운드리 포럼'에서 차세대 반도체 기술인 GAA(Gate-All-Around)를 3나노 공정에 도입하겠다고 밝힌 데 이어, 올해는 3GAE(Gate-All-Around Early)의 공정 설계 키트를 고객사에 배포했다. 삼성전자의 파운드리 제조공정에 최적화된 설계를 할 수 있도록 지원, 제품 설계를 더 용이하게 만들겠다는 취지다.

3GAE 공정이 도입되면, 반도체 소비전력을 낮추면서도 성능은 훨씬 더 높일 수 있다. 7나노 대비 칩 면적을 45%가량 줄일 수 있으며, 약 50%의 소비전력 감소와 약 35%의 성능 향상 효과가 있을 것이라는 설명이다.

이처럼 삼성전자가 파운드리 사업에 집중하는 것은 4차 산업혁명과 함께 비메모리 수요가 크게 확대될 것으로 전망하기 때문이다.

이재용 삼성전자 부회장은 지난 1월 "2030년에는 메모리 반도체 1위는 물론이고 비메모리에서도 1위를 달성하겠다"고 밝힌 바 있다. 지난 4월에는 '반도체 비전 2030'을 통해 10년간 연구개발 분야에 74조원, 최첨단 생산 인프라에 60조원을 각각 투자하겠다는 비전을 공개하기도 했다.

시장조사업체 트렌드포스에 따르면 올해 1분기 삼성전자의 파운드리 시장 점유율은 19.1%로 대만 TSMC(48.1%)에 이어 2위를 기록했다. 올해 하반기 완공 예정인 경기 화성사업장의 EUV동이 내년부터 본격 가동되면 삼성전자의 점유율은 더욱 상승할 것으로 보인다.