[시사프라임 / 김용철 기자] 삼성전자가 EUV(극자외선) 기술을 기반으로 '5나노 공정' 개발에 성공했다. 이달 안에 7나노 제품을 출하하고, 6나노 제품 설계를 완료해 올해 내에 양산에 나서기로 했다.

삼성전자는 16일 이같은 내용을 밝히며 초미세 공정 포트폴리오 확대를 통해 파운드리 기술 리더십과 4차 산업혁명을 이끌 시스템 반도체 사업 경쟁력을 강화하기로 했다.

삼성전자는 "첨단 공정 역량 강화를 통해 국내 반도체 생태계 발전과 시스템 반도체 산업 육성에도 큰 역할을 할 것"이라고 말했다.

삼성전자가 이번에 개발한 차세대 '5나노 공정'은 셀 설계 최적화를 통해 기존 7나노 공정 대비 로직 면적을 25% 줄일 수 있으며,  20% 향상된 전력 효율 또는 10% 향상된 성능을 제공한다. 특히 7나노 공정에 적용된 설계 자산(IP, Intellectual Property)을 활용할 수 있어 기존 7나노 공정을 사용하는 고객은 5나노 공정의 설계 비용을 줄일 수 있다.

한편, 삼성전자는 7나노 제품 양산을 시작해 이달 중 출하하기로 했다. 또 6나노는 설계 완료해 연내 양산한다는 계획이다.

6나노 공정 기반 제품과 관련 대형 고객과 생산 협의를 진행하고 있으며, 제품 설계가 완료되어(Tape-Out) 올해 하반기 양산할 예정이다.

이번 초미세 공정의 기반이 된 EUV(극자외선) 기술은 기존 불화아르곤 (ArF)보다 파장의 길이가 짧은 EUV 광원을 사용해 회로를 새기는 작업을 반복하는 멀티 패터닝 공정을 줄여 성능과 수율을 높일 수 있다.

삼성전자가 첨단 초미세 공정 파운드리 생산의 핵심 기술을 확보함에 따라 국내 시스템 반도체 생태계가 강화되는 동시에 시스템 반도체 역량도 높아지는 효과가 있을 것으로 기대된다.

시스템반도체는 크게 반도체 설계(팹리스)와 반도체 위탁생산(파운드리) 분야로 나뉜다. 팹리스는 퀄컴, 브로드컴, 엔비디아, 미디어텍, 애플 등 미국이 전세계 시장의 80% 이상을 잠식하고 있다. 

파운드리 사업은 반도체 장비, 소재, 디자인, 패키징, 테스트 등 다양한 전문 업체들이 함께 성장해야 하므로 전후방 연관 효과가 크다.

시장조사기관 IHS마킷에 따르면, 전 세계 파운드리 시장 규모는 2021년 831억 달러(약 93조 원)로 증가가 예상된다.

올 1분기 기준 세계 파운드리 시장은 대만 TSMC가 48.1%로 2위와 2배 이상 격차를 벌이며 1위를 지키고 있다. 삼성전자는 지난 2017년 5월 파운드리사업부를 신설해 시장점유율 19.1%로 2위이다.  

삼성전자는 고객들이 보다 편리하게 최첨단 반도체를 제작할 수 있도록 1장의 웨이퍼에 여러 종류의 반도체 제품을 생산하는 'MPW(Multi Project Wafer) 서비스'를 최신 5나노 공정까지 확대 제공한다.

삼성전자는 최신 파운드리 생산시설인 화성캠퍼스 S3 라인에서 EUV 기반 최첨단 공정 제품을 생산하고 있으며, 현재 건설 중인 화성캠퍼스 EUV 전용 라인을 2020년부터 본격 가동해 고객과 시장의 요구에 대응해 나갈 계획이다.

삼성전자 파운드리사업부 전략마케팅팀 배영창 부사장은 "삼성전자의 EUV 기반 최첨단 공정은 성능과 IP 등에서 다양한 강점을 가지고 있어 5G, AI, 전장 등 신규 응용처를 중심으로 높은 수요가 예상된다"라며, "향후에도 첨단 공정 솔루션으로 미래 시스템 반도체 산업을 이끌어 나갈 것"이라고 밝혔다.