삼성전자, 2nm·GaN·패키징 앞세워 2026년 TSMC과 정면승부 예고

삼성전자가 글로벌 파운드리 1위를 향한 반격의 칼날을 높이 세웠다. 오는 2025년부터 모바일용 2nm(나노미터·10억분의 1m)칩 양산을 시작하겠다는 구체적인 로드맵을을 공개한 것. 또한 파운드리 1위 업체로의 도약을 위해 GaN(질활갈륨) 전력반도체 양산과 첨단패키징 기술이 적용된 신개념 이종집적 반도체 개발도 추진 중이라고 밝혔다.

글로벌 반도체업계에서는 삼성전자가 2nm·GaN·패키징기술 등 3대 핵심 무기 전략을 공개하면서 현재 글로벌 파운드리 1위 기업인 TSMC와의 정면승부를 예고했다는 평가를 내놓고 있다. 3년 내 파운드리 시장을 놓고 삼성전자가 TSMC를 추월해 1위로 올라서겠다는 선언이라는 해석이다.

삼성전자는 27일(현지시각) 미국 캘리포니아주 실리콘밸리에서 '삼성파운드리포럼2023'을 열고 오는 2025년부터 모바일용 2nm 칩 양산을 위한 공정계획을 공개했다.

삼성전자 측은 "2025년부터 모바일용 2nm 공정에 나서는 것을 시작으로, 2026년에는 고성능 컴퓨팅(HPC)용, 2027년에는 차량용 칩 양산에 나설 계획"이라고 밝혔다. 이어 2025년 2nm 공정을 통해 만들게될 칩은 기존 3nm 대비 성능은 12%, 전력효율은 25% 향상되며, 면적은 5% 정도 줄어들 것이라고 덧붙였다.
관련업계에서는 삼성전자가 2nm 공정을 통한 구체적인 제품별 생산 로드맵을 공개한데 대해 이례적이란 반응이다. 단순한 양산 목표를 밝힌 게 아니라, 상세한 제품별 로드맵을 공개한 만큼 제품별로 고객사를 이미 확보한 것이란 관측이다. 동시에 파운드리 시장을 장악한 대만 TSMC와 기술과 제품을 통해 정면승부에 나서겠다는 의지를 내비쳤다는 분석이다.



실제 삼성전자는 지난해 파운드리포럼을 통해 △2025년 2nm △2027년 1.4nm 공정 양산에 나서겠다고 밝힌 바 있다. 1위업체인 TSMC도 2025년 2nm 공정 양산을 최근 공개하고 관련 기술 개발에 나서겠다고 발표했다. 후발주자인 인텔은 오는 2024년 상반기에 2nm급인 20A, 하반기에는 1,8nm급인 18A 공정 양산계획을 공개했다. 일본 라피더스는 2025년 2nm 시제품 생산, 2027년 2nm 양산에 나설 예정이다.

앞서 경계현 삼성전자 사장은 "2nm 공정부터는 1위업체도 GAA(게이트올어라운드·칩 면적을 줄이고 전력효율을 높인 신기술)를 도입할 것"이라며 "그때가 되면 삼성전자는 업계 1위와 같은 기술을 놓고 경쟁하게 될 것"이라고 밝혔다.

시장조사기관 옴디아는 오는 2026년까지 전 세계 파운드리 시장 성장률 12.9%에 달할 것으로 내다봤다. 특히 5nm 이하 최첨단 공정 매출 비중이 급격하게 늘어날 것으로 예상했다. 올해에만 전세계 파운드리 반도체 생산량 중 24.8%에 달할 것으로 예상했으며, 오는 2026년에는 41.2% 정도가 5nm 이하 첨단공정 칩이 생산될 것으로 조사했다.

2nm 이하 첨단공정 반도체 외에도 고객사들의 다양한 수요를 충족시키기 위해 질화칼륨(GaN) 전력반도체 생산도 준비 중이다. GaN 전력반도체는 차세대 전력반도체로 주목받는 제품으로 최근 주목받는 실리콘(Si) 기반 반도체의 한계를 극복할 것이란 기대를 받고 있다.



신제품 뿐만 아니라 생산설비를 고도화하기 위한 '셀퍼스트' 전략도 강화한다. 삼성전자는 이미 경기도 평택시, 미국 텍사스 테일러시에 건설 중인 신규 반도체 생산라인에서 반도체 클린룸을 먼저 짓는 셀퍼트스 전략을 선보인바 있다. 이곳에서는 생산라인 설비 공사가 진행되는 동시에 첨단공정 반도체 생산도 동시에 진행된다.

또한 R&D 능력 향상을 위해 패키징 기술협력을 비롯한 다양한 IP생태계 구축에도 나선다. 삼성전자는 글로벌 SAFE파트너, 메모리, 패키지 기판, 테스트 분야의 다양한 기업들과 손을 잡고 '비욘드 무어' 전략을 추진 중이다. 비욘드무어는 '반도체 집적도는 24개월마다 두배로 늘어난다'는 고든무어의 법칙을 넘어설 새로운 방법을 의미한다. 현재 비욘드무어의 가장 현실적인 대안으로 첨단패키징 기술을 활용한 이종집적 반도체 개발이 주목받고 있다.

계종욱 삼성전자 파운드리사업부 부사장은 "삼성전자는 다양한 파트너들과 손을 잡고 최첨단 공정 개발 및 이종집적 기술확대를 통해 설계복잡도를 최소화하고 있다"면서 "이번 파운드리 포럼을 통해 더욱 강화된 삼성전자의 기술력을 선보인 만큼 고객사들의 관심도 높아질 것으로 기대한다"고 말했다.


서종열 글로벌이코노믹 기자 seojy78@g-enews.com