이와 동시에 삼성전자는 5나노 파운드리 공정 개발과 화성 EUV 전용 라인 공사도 시작했다. 메모리 반도체에서 보여줬던 ‘속도전’을 파운드리에서도 펼치고 있다. 삼성전자는 압도적 기술력과 생산능력을 바탕으로 대만 TSMC를 잡고 파운드리 업계 1위에 올라선다는 목표를 세웠다.
5일 업계에 따르면 삼성전자는 지난달 7나노 파운드리 공정 개발을 완료하고 화성 S3라인에서 생산 준비를 시작했다. 화성 S3라인은 최근 삼성전자가 EUV 전용 라인을 짓기 시작한 부지 바로 옆에 위치한다. 삼성전자는 지난해부터 화성 S3라인에 EUV 장비를 반입하며 생산 여건을 마련해왔다. 반도체 업계 관계자는 “7나노 공정 개발에 참여했던 삼성 개발자들이 임무를 완료하고 5나노 개발로 이동했다”면서 “퀄컴 등 고객사로부터 샘플 제작에 필요한 설계 데이터베이스(DB)를 공유 받은 것으로 안다”고 말했다.
반도체 위탁생산 업체인 파운드리(Foundry)는 반도체 설계 업체(Fabless·팹리스)의 주문을 받아 반도체를 제작한다. 고객이 원하는 반도체를 작게 만들면서도 성능 및 전력 효율을 높이는 것이 경쟁력의 핵심이다. 삼성전자는 미세공정 경쟁력 제고를 위해 7나노 이하 공정에서 EUV를 활용하기로 했다. 1대당 2,000억원에 달하는 EUV는 장비 확보에 큰 부담이 따르는 데다 이를 다루는 것 역시 상당한 기술력이 필요하다. 기존 노광장비보다 파장이 짧아 더욱 오밀조밀하게 회로를 그릴 수 있지만 지구에서 달에 빛을 비춰 동전을 맞히는 수준의 정확도가 요구되기 때문이다.
이 같은 ‘EUV 리스크’에도 불구하고 삼성전자는 EUV를 10대 이상 구매하고 초기 입고한 EUV를 안정적으로 활용하는 데 성공했다. 이어 첫 고객사로 퀄컴을 확보했다. 삼성전자는 7나노 공정으로 5세대(5G) 이동통신용 모바일AP ‘스냅드래곤855’를 생산하기로 한 것으로 알려졌다. 업계에서는 이르면 올해 말, 늦어도 내년 초부터 삼성전자가 퀄컴 스냅드래곤855를 양산할 것으로 본다.
삼성전자는 7나노 공정 기술력을 고객사들에 홍보하고 나섰다. 7나노 공정은 10나노 공정보다 제품 면적을 무려 40%나 작게 만들 수 있다. 아울러 성능은 10% 향상되고 동일 성능일 경우 35% 향상된 전력 효율을 제공한다. 모바일, 네트워크, 서버, 암호화폐 채굴 등에서 삼성전자가 가장 앞선 반도체를 만들 수 있는 것이다. 삼성전자 관계자는 “7나노 공정으로 모바일 기기 제조사들이 보다 큰 대용량 배터리를 탑재하거나 슬림한 디자인을 구현할 수 있다”면서 “고객사 확대에 큰 역할을 할 것”이라고 말했다.
삼성전자는 5나노 공정개발에도 돌입했다. 내년 안에 5나노 공정 개발을 마무리하고 화성 S3라인에서 7나노 양산과 동시에 5나노 생산 준비까지 마칠 예정이다. 이어 현재 건설 중인 화성 EUV 전용 라인에서 오는 2020년부터 7·6·5나노 공정 기반의 생산을 진행하게 된다.
삼성전자의 파운드리 속도전은 대만 TSMC를 뛰어넘기 위함이다. TSMC는 삼성전자보다 7나노 공정에서 앞서나가면서 퀄컴 등의 물량을 확보했다. 이어 내년에는 삼성전자와 마찬가지로 EUV 적용 7나노 공정 개발을 완료할 계획이다. 업계 2위인 글로벌 파운드리도 내년부터 7나노 공정에서 EUV를 사용하기로 하는 등 초미세 공정 경쟁이 치열해지고 있다. 이 같은 상황에서 삼성전자는 일단 올해 업계 2위로 뛰어오르고 장기적으로는 TSMC마저 추월할 계획이다. 삼성전자는 지난 1월 실적 콘퍼런스콜에서 “올해 파운드리 사업부 전체 매출의 견조한 성장과 강력한 2위 달성을 예상하고 있다”면서 “7나노 개발에 이어 10나노 2세대 공정 양산이 본격화되면서 실적이 증가할 것”이라고 밝혔다.
업계에서는 이재용 삼성전자 부회장이 파운드리 사업에 지대한 관심을 갖고 있는 것으로 본다. 이 부회장은 인공지능(AI), 암호화폐, 자율주행차 등 4차 산업혁명 관련 먹거리를 강조하고 있는데 이 중심에는 초미세 시스템 반도체가 있기 때문이다. /신희철·이종혁기자 hcshin@sedaily.com
