삼성전자, 3나노 승부수…파운드리 고객사 3배 늘린다

[아이뉴스24 민혜정 기자] 삼성전자가 세계 최초로 3나노미터(nm, 10억 분의 1m) 반도체 양산에 돌입했다.

특히 삼성전자는 세계 반도체 위탁생산(파운드리) 1위인 대만 TSMC보다 먼저 3나노 공정을 시작하면서 기술 경쟁력에 자신감을 보이고 있다. 3나노 선점을 통해 2026년까지 파운드리 고객사를 지금보다 3배 이상 확보한다는 계획이다.

삼성전자는 세계 최초로 게이트올어라운드(GAA) 기술을 적용한 3나노 파운드리 공정 기반의 초도 양산을 시작했다고 30일 밝혔다.

삼성전자는 3나노 공정에서 업계 최초로 게이트올어라운드(GAA) 기술을 적용했다.

GAA는 기존 핀펫 공정의 한계를 돌파하기 위한 기술이다. GAA는 핀펫의 기존 3차원 구조에 비해 전류가 흐르는 통로인 채널의 아랫면까지 모두 게이트가 감싸 전류 흐름을 보다 세밀하게 제어할 수 있다.

시장조사업체 옴디아는 3나노 매출이 올해부터 발생해 2024년에는 5나노 공정 매출을 넘어서며, 2025년까지 연평균 85% 급증할 것이라고 예상했다.

반도체 설계회사(팹리스)의 선단공정 생산능력(캐파) 확보 경쟁 심화되면서 삼성전자는 전례없는 투자를 진행 중이다. 현재 7나노 이하 선단공정을 제공하는 곳은 삼성전자와 TSMC 뿐이라 팹리스의 선택지가 한정적인 상황이다.

팹리스들은 선단공정 캐파를 최대한 많이 확보하기 위해 분주하게 움직이고 있다. 모바일 애플리케이션프로세서(AP)를 설계하는 팹리스들은 전통적으로 선단공정을 활용 중이다. 그러나 최근에는 자체 반도체 설계하고 생산하는 업체들이 증가하며, 선단공정 수요가 계속 증가하고 있다.

삼성전자는 공격적인 투자를 통해 글로벌 공급망 안정화를 꾀하고 있다. 현재 풀캐파로 운영중인 파운드리 라인 외에 삼성전자는 하반기 평택 3라인 가동을 앞두고 있으며, 미국 제 2 공장(테일러)을 건설 중이다.

삼성전자는 3나노 공정을 발판 삼아 2026년까지 파운드리 고객사를 3배 늘리는 게 목표다. 지난해 삼성 파운드리 고객은 100곳 이상으로 2017년(30곳)보다 3배 이상 증가했다.

업계 안팎에서는 삼성 파운드리가 메모리반도체에 비해 성장이 더디다거나, 차세대 공정을 선점하려다 기존 공정도 안정화하기 어렵다는 우려도 나온다.

그러나 삼성전자는 메모리도 10년이 걸렸다며 파운드리도 성장 잠재력이 크다고 자신했다.

삼성전자는 1992년 세계 최초로 64M D램을 개발했다. 1983년 반도체 사업진출 후 10년만에 업계에서 가장 먼저 선단 제품을 내놓은 셈이다. 이후 1993년 메모리시장 1등에 올라섰다. 메모리 사업도 세계정상의 자리까지 올라가는 데 10년이 넘는 시간이 필요했다.

옴디아에 따르면 삼성전자 파운드리사업부 지난해 매출은 약 169억 달러(약 21조9천억원)다. 2018년 117억 달러와 비교했을 때 연평균 약 13%의 성장률이다. 이는 같은 기간 파운드리 시장 연평균 성장률 12%보다 높은 수준이다.

삼성전자 관계자는 "도전적인 첨단공정 도입이 없었다면 파운드리 생태계의 기술발전 속도는 지금보다 훨씬 더뎠을 것"이라며 "삼성전자 파운드리의 도전정신은 국내 팹리스, 후공정(OSAT) 업체 등에도 분명히 긍정적인 영향을 줄 것"이라고 강조했다.