삼성 파운드리 사업부가 중국 반도체 설계 회사들을 고객사로 확보하기 위한 현지 영업전에 적극적으로 나서고 있다. 삼성 파운드리 수장에 오른 한진만 사장이 강조했던 레거시(구형) 공정에서 승부수를 띄우기 위해 ‘반도체 붐’이 일어난 중국 시장을 전방위적으로 공략하는 점이 눈에 띈다.

15일 업계에 따르면 송철섭 삼성전자 파운드리 사업부 부사장은 11일 중국 상하이에서 열린 반도체 전시회 ‘ICCAD 2024’에서 삼성 파운드리 현황과 로드맵을 공개했다.

송 부사장은 이 발표에서 다양한 모바일 기기용 칩을 제조할 수 있는 삼성의 공정을 밝혔다. 우선 스마트폰의 ‘두뇌’ 역할을 하는 애플리케이션프로세서(AP)는 2027년부터 3차원(3D) 패키징을 본격적으로 적용할 것이라고 발표했다. 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 인공신경망장치(NPU) 등을 타일 형태로 따로 만들어서 마치 한 개의 반도체 칩처럼 조립하는 ‘칩렛’ 기술을 설명한 것으로 풀이된다.

통신에 관여하는 무선주파수(RF) 칩은 기존 14㎚(나노미터·10억분의 1m) 기술을 5나노 공정으로 업그레이드해 2026년부터 도입하겠다는 계획도 알렸다. 디스플레이구동칩(DDI)은 17나노를 적용한 새로운 공정을 2027년에 적용한다. 전력이 72%나 절약되고 회로의 면적은 46% 줄일 수 있다. 전력반도체(PMIC), 이미지센서용 신호처리장치(ISP)에 관한 미래 공정과 양산 시점 또한 공개했다.

발표에서 첨단기술 동향과 함께 레거시 공정에 관한 내용을 비중 있게 다뤘다는 점이 특징이다. 최근에는 4나노 이상 공정을 레거시로 분류하는데, 삼성은 대만 TSMC를 추격하기 위해 3나노 이하의 최선단 공정 시장을 공략해왔다.

이번 발표는 한 사장이 9일 레거시 공정의 중요성을 강조한 직후 선보인 로드맵이라는 점에서 눈길을 끈다. 한 사장은 파운드리 사업부 임직원에게 “성숙(mature) 노드 사업은 선단 노드의 사업화에 필요한 시간과 자원을 지원할 수 있는 중요한 사업”이라며 “추가 고객 확보에 온 힘을 기울여야 한다”고 강조했다.

레거시 공정은 삼성 파운드리의 중요한 ‘캐시카우’ 중 하나다. 현재 오스틴 공장과 삼성전자 화성사업장 일부에서 운영되는 7나노 이상 레거시 공정은 삼성 파운드리 사업 매출의 70%가량을 차지한다. 삼성 파운드리의 기반이 되고 있는 레거시 분야에 더욱 집중해 향후 안정적인 매출 구조를 확보하겠다는 한 사장의 전략이 사업부 전반으로 확장되고 있는 것으로 보인다.

중국 파운드리 업체들이 버티고 있는 현지 시스템반도체 시장을 파고든 점 역시 포인트다. 중국 파운드리 업계는 SMIC·화훙반도체 등을 필두로 레거시 반도체 수요가 크게 늘어난 현지에서 저가 공세를 펼치며 삼성 파운드리의 중국 영업에 위협을 주고 있다.

업계의 한 관계자는 “삼성전자는 10나노 공정으로 테슬라 자율주행 칩을 생산하는 등 레거시 공정에서도 강한 면모를 보이고 있다”며 “중국의 다양한 시스템반도체 업체들을 공략하면서 반등의 기회를 노리는 전략을 구사할 것으로 보인다”고 말했다.

삼성전자가 중국 시스템반도체 업계와 차세대 반도체 개발을 위한 협업에 나선다. 중국의 반도체 설계자산(IP) 시장이 빠르게 발전하면서 삼성전자도 현지에서 파트너십 구축을 추진한다.

15일 업계에 따르면 중국 베이징에 있는 삼성전자 연구소는 최근 리스크-파이브(RISC-V) 전문가 채용에 나섰다.

RISC-V는 반도체 칩을 디자인할 때 기초가 되는 IP의 일종이다. 반도체 IP 시장은 영국 기업인 암(ARM)이 사실상 독점하고 있다. 삼성전자의 모바일용 애플리케이션프로세서(AP) 엑시노스도 ARM의 유료 IP를 활용했다. 반면 RISC-V는 누구나 무료로 활용할 수 있는 ‘오픈소스 플랫폼’이다. 인텔·퀄컴 등 세계적인 반도체 기업들도 이 기술을 집중적으로 확보하고 있다.

삼성전자는 중국 RISC-V 업계와 협력하기 위해 연구소 인력을 보강하고 있다. 삼성전자는 차세대 모바일·가전제품용 칩에 활용될 RISC-V를 인력과 인프라가 풍부한 중국에서 더욱 빠르게 개발할 수 있다고 판단한 것으로 풀이된다.

중국은 한국보다 RISC-V 생태계가 훨씬 잘 갖춰져 있다. 세계 각국의 RISC-V 연구기관들이 모여 만든 ‘RISC-V 인터내셔널’ 국가별 멤버 수를 보면 중국이 69개로 유럽연합(EU)과 미국에 이어 세 번째로 많은 회원 수를 확보했다. 중국의 뒤를 잇는 4위 영국은 23곳에 불과해 격차가 크고 한국은 13위 밖으로 밀려 있다.

업계의 한 관계자는 “한국이 시스템반도체 인력 부족, 업체들의 부진에 시달리고 있는 사이 중국은 RISC-V 등 차세대 반도체 분야에서 세계 1위에 근접한 수준에 올라왔다고 할 만큼 발전했다”고 말했다.

삼성전자는 중국뿐 아니라 미국에서도 RISC-V 연구를 활발하게 전개하고 있다. 삼성전자 SAIT(옛 종합기술원)는 미 캘리포니아주에 있는 실리콘밸리에 RISC-V를 활용하는 인공지능(AI) 칩 연구 조직인 어드밴스드프로세서랩(APL)을 설립했다.