삼성전자가 인공지능(AI) 시대를 주도하기 위한 파운드리 기술 전략을 공개했다. 삼성의 강점으로 꼽히는 'AI 턴키' 서비스와 메모리·파운드리·패키지를 통합 제공하는 '원스톱(One-Stop)' AI 솔루션을 제공하겠다는 방침이다.

삼성전자는 12일(현지시간) 미국 실리콘밸리 삼성 미주총괄 사옥에서 '삼성 파운드리 포럼 2024'를 개최하고 AI 파운드리 기술 전략을 공개했다.

최시영 삼성전자 사장은 이날 기조연설에서 "AI 시대에서 가장 중요한 건 AI 구현을 가능하게 하는 고성능·저전력 반도체"라고 강조했다. 이날 포럼에는 르네 하스 Arm 최고경영자(CEO)와 조나단 로스 그로크 CEO 등 업계 주요 전문가들이 참석했다.

◆파운드리 '통합 AI 솔루션' 실행 …생산 시간 20% 단축"

삼성전자는 '파운드리-메모리-첨단 패키징' 사업을 협력한 '턴키' 서비스로 시장을 공략한다. 세 개 사업 분야 간 협력을 통해 설계 단계에서부터 고객사 요구에 맞추는 '통합 AI 솔루션'을 선보이겠다는 것이다.

삼성전자는 파운드리와 메모리, 어드밴스드 패키지 사업을 모두 보유해 AI 시대에 필요한 사양과 고객의 요구에 맞춘 커스텀 솔루션 제공을 위한 협력에 유리하다.

삼성전자는 세 개 사업 분야간 협력을 통해 고성능·저전력·고대역폭 강점을 갖춘 통합 AI 솔루션을 선보인다. 이를 통해 고객의 공급망을 단순화하고, 제품의 시장 출시를 가속화한다. 이를 통해 AI 칩 개발부터 생산에 걸리는 시간을 20% 단축할 수 있다고 설명했다.

삼성전자는 2027년에는 AI 솔루션에 광학 소자까지 통합할 계획이다. AI 시대에 고객들에 맞춘 '원스톱 AI 솔루션'을 제공할 것으로 기대하고 있다.

◆신규 공정 공개, 2027년까지 준비

삼성전자는 고객사 수요에 대응하기 위해 기존 파운드리 공정 로드맵에서 SF2Z, SF4U를 추가로 공개했다.

삼성전자는 후면전력공급 기술(BSPDN)을 적용한 2나노 공정(SF2Z)을 오는 2027년까지 준비할 계획이다. BSPDN은 전류 배선층을 웨이퍼 후면에 배치해 전력과 신호 라인의 병목 현상을 개선하는 기술이다.

SF2Z는 기존 2나노 공정 대비 PPA(소비전력·성능·면적) 개선 효과뿐 아니라, 전류의 흐름을 불안정하게 만드는 '전압강하' 현상을 대폭 줄여 고성능 컴퓨팅 설계 성능을 향상시킨다.

또 2027년 1.4나노 공정 양산을 계획하고 있으며, 목표한 성능과 수율을 확보하고 있다고 밝혔다. '비욘드 무어(Beyond Moore)' 시대에 경쟁력을 갖추기 위해 소재와 구조의 혁신을 통해 1.4나노를 넘어 미래 기술 혁신을 주도하고 있다.

이밖에도 삼성전자는 3나노 공정에 GAA 트랜지스터 기술을 최초로 적용해 2022년부터 양산중이며, 올해 하반기에 2세대 3나노 공정 양산을 시작할 계획이다.

삼성은 GAA 양산 경험을 누적해 경쟁력을 갖췄으며, 2나노에도 지속 적용할 예정이다. 삼성의 GAA 공정 양산 규모는 2022년 대비 꾸준히 증가하고 있으며, 선단공정 수요 성장으로 인해 향후 지속 큰 폭으로 확대될 전망이다.

◆경쟁력 강화위해 포트폴리오 다변화

삼성전자는 파운드리 사업부의 사업 경쟁력 강화를 위해 고객과 응용처별 포트폴리오를 다변화한다. 올해 AI 제품 수주 규모가 작년 대비 80% 이상 성장했다. 이에 삼성전자는 8인치 파운드리와 성숙 공정에서도 PPA와 가격경쟁력을 개선한 공정 포트폴리오를 제공해 다양한 고객 니즈에 대응한다는 전략이다.

한편, 삼성전자는 이번 파운드리 포럼을 통해 파트너사들에게 고객 맞춤형 기술 및 솔루션을 제시했다. 이날 르네 하스(Rene Haas) Arm CEO와 조나단 로스(Jonathan Ross) Groq CEO 등 업계 주요 전문가들이 참석했다. 포럼 참석자들은 삼성전자의 기술과 사업 현황뿐 아니라 30여 개 파트너사가 마련한 부스를 통해 다양한 반도체 기술과 솔루션, 협력 방안을 활발하게 공유했다.