삼성 “세상에 없는 반도체 만든다”…세계 첫 ‘4나노’ 공정 로드맵 발표

최근 파운드리(반도체위탁생산) 사업부를 신설해 비메모리 반도체 사업 분야를 역량을 집중하는 삼성전자가 세계 최초로 ‘4나노미터(nm·10억분의 1m)’ 공정 로드맵을 발표했다. 이에 따라 올해 초 2019년까지 ‘5나노’ 공정을 개발하겠다고 발표한 파운드리 업계 1위인 대만의 TSMC(대만적체전로제조주식유한공사)를 뛰어넘는 것으로 삼성전자의 경쟁력을 다시 한 번 확인하게 됐다. 반도체 공정 미세화는 반도체 성능과 전력효율을 높이는 핵심 경쟁력으로, 이번 삼성전자의 로드맵 발표로 글로벌 파운드리 업체 간 기술 선도 경쟁이 더욱 치열해질 전망이다.

삼성전자는 24일(현지시간) 미국 산타클라라에서 ‘삼성 파운드리 포럼(Samsung Foundry Forum)’을 개최하고, 파운드리 고객사와 파트너사 관계자 약 400명에게 8나노에서 4나노까지의 첨단 미세공정 로드맵과 완전공핍형 실리콘 온 인슐레이터(FD-SOI, Fully Depleted-Silicon on Insulator) 솔루션 등 최첨단 파운드리 공정을 공개했다. 이번 포럼은 지난 12일 파운드리 사업부 출범 이후 처음 열린 행사로, 김기남 삼성전자 반도체총괄 사장, 파운드리 사업부 정은승 부사장, 윤종식 부사장, 배영창 부사장 등이 모두 출동했다.

이날 삼성전자가 최초 공개한 4LPP(4나노 Low Power Plus)는 현재로서는 ‘세상에 없는’ 기술이다. 기존에 20나노 이하의 반도체 공정 진입을 위해 2015년 삼성전자가 세계 최초로 개발한 ‘핀펫(FinFET, 트랜지스터의 게이트와 채널간 접촉 면적을 키운 3D 입체 구조)’으로도 5나노 미만 공정 개발은 불가능하다는 게 업계의 정설이었다. 하지만 삼성전자는 핀펫을 뛰어넘는 차세대 트랜지스터 구조인 멀티브릿지채널펫(MBCFET, Multi Bridge Channel FET)을 개발했고, 마침내 2020년까지 4LPP 개발을 완료하겠다는 계획을 내놨다.

삼성전자는 4LPP 이외에도 최신 공정인 8LPP, 7LPP, 6LPP, 5LPP 로드맵을 발표해 고객사의 선택지를 다양하게 했다. 8LPP의 경우 한 대에 2,000억원에 달하는 것으로 알려진 극자외선 노광 장비(EUV)를 사용하지 않고 구현할 수 있는 가장 경쟁력 있는 미세 공정이다. 삼성전자는 7LPP 이하부터는 EUV 장비를 적용해 내년부터 단계적으로 공정 개발을 마무리할 계획이다.



이와 함께 삼성전자는 사물인터넷(IoT)에 적합한 28나노 FD-SOI 기술을 확대하고 M램을 적용한 차세대 18나노 FD-SOI 기술도 선보이겠다고 밝혔다. FD-SOI는 웨이퍼 위에 산화막을 형성해 소자에서 발생하는 누설 전류를 줄여주는 기술로 최근 저전력 사물인터넷 반도체가 부각되면서 주목받고 있다. M램(MRAM, Magnetic Random Access Memory)의 경우 자성체 소자를 이용한 비휘발성 메모리로 플래시 메모리 대비 쓰기 속도가 약 1,000배 빠르다.

윤종식 파운드리사업부 부사장은 “모든 기기가 연결되는 ‘초 연결 시대’에서 반도체의 역할도 커지고 있다”며 “삼성전자는 광범위한 첨단 공정 로드맵을 보유하고 있는 파운드리 파트너로서 고객들과 적극적인 협력관계 구축을 통해 최적의 맞춤형 솔루션을 제공할 것”이라고 말했다.