AI 시대 주도할 삼성전자의 파운드리 전략
삼성전자가 미국 실리콘밸리에서 12일(현지시간) ‘삼성 파운드리 포럼 2024(Samsung Foundry Forum 2024)’를 개최하고 AI 시대를 주도할 파운드리 기술 전략을 공개했다.
삼성 파운드리 포럼은 삼성 파운드리에서 주최하는 세계적인 연례행사로 삼성 파운드리의 비전과 영향력 있는 기술 혁신에 대한 인사이트를 공유하는 자리다. 삼성 파운드리 연사들이 기조 연설을 진행할 뿐만 아니라 업계 최고의 기술 전문가들이 포럼에 참여하여 다양한 가능성을 제시하는 이벤트로 업계에 대한 지식과 아이디어를 확장하고 중요한 고객 및 파트너에게 네트워킹할 다양한 기회를 제공한다.
2022년에는 코로나 19 사태 이후 3년 만에 실리콘밸리에서 ‘삼성 파운드리 포럼 2022’를 개최해 파운드리 신기술과 사업 전략을 공개했으며, 작년에는 서울 삼성동 코엑스에서 ‘삼성 파운드리 포럼 2023’을 열고 AI 반도체 생태계 강화를 위한 파운드리 전략을 공개했다.
올해에는 ‘Empowering the AI Revolution’을 주제로, 고객의 인공지능(AI) 아이디어 구현을 위해 삼성전자의 최첨단 파운드리 기술은 물론, 메모리와 어드밴스드 패키지(Advanced Package) 분야와의 협력을 통한 시너지 창출 등 삼성만의 차별화 전략을 제시했다.
삼성전자 파운드리 사업부 최시영 사장은 이날 기조 연설에서 “AI를 중심으로 모든 기술이 혁명적으로 변하는 시점에서 가장 중요한 건 AI 구현을 가능하게 하는 고성능, 저전력 반도체”라며, “삼성전자는 AI 반도체에 최적화된 GAA(Gate-All-Around) 공정 기술과 적은 전력 소비로도 고속 데이터 처리가 가능한 광학 소자 기술 등을 통해 AI 시대에 고객들이 필요로 하는 원스톱(One-Stop) AI 솔루션을 제공할 것”이라고 말했다.
이번 파운드리 포럼은 미국 실리콘밸리 새너제이에 자리한 삼성전자 DS부문 미주총괄(DSA) 사옥에서 개최됐으며, 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.
네 줄 요약
- 삼성 파운드리 포럼은 삼성전자가 개최하는 연례행사로 삼성 파운드리의 비전과 영향력 있는 기술 혁신에 대한 인사이트를 공유하는 자리다
- 삼성 파운드리는 SF2Z, SF4U 등 최첨단 공정을 제공해 팹리스의 요구를 만족시킬 것이다.
- 삼성전자는 파운드리뿐만 아니라 메모리, 어드밴스드 패키징 사업을 모두 보유해 AI 시대에 필요한 사양과 고객의 요구에 맞춘 커스텀 솔루션 제공에 유리하다.
- 고객사 맞춤의 포트폴리오를 제공하고 파트너와 협력 증대를 통해 생태계를 발전시킬 예정이다.
최첨단 공정으로 팹리스 요구를 만족
현재 삼성전자는 반도체 응용처가 확대되며 다변화되는 고객 수요에 대응하기 위해 AI와 HPC, 전장, 엣지컴퓨팅 등 주요 응용처별 특화 공정을 제공하고 있다. 여기에 더해 올해 삼성 파운드리 2024 포럼에서는 기존 파운드리 공정 로드맵에 SF2Z, SF4U를 추가했다고 공개했다.
SF2Z는 BSPDN(후면전력공급 기술, Back Side Power Delivery Network) 기술을 적용한 2나노 공정(SF2Z)으로 전류 배선층을 웨이퍼 후면에 배치해 전력과 신호 라인의 병목 현상을 개선하는 기술이다. 기존 2나노 공정 대비 PPA 개선 효과뿐 아니라, 전류의 흐름을 불안정하게 만드는 ‘전압강하’ 현상을 대폭 줄일 수 있어 고성능 컴퓨팅 설계 성능을 높일 수 있다. 참고로 ‘PPA’는 Power(소비전력), Performance(성능), Area(면적)의 약자로, 공정을 평가할 때 중요하게 꼽는 3가지 지표다. 삼성전자는 2027년까지 SF2Z를 준비할 계획이다.
SF2Z와 함께 발표된 또 다른 신규 공정, 4나노(SF4U)는 기존 4나노 공정 대비 광학적 축소(optical shrink)를 통해 PPA 경쟁력을 높인 것으로 2025년부터 양산할 예정이다.
삼성전자는 재작년 개최한 삼성 파운드리 포럼 2022에서 밝힌 것처럼 2027년 1.4나노 공정 양산을 위해 착실하게 준비하고 있으며 목표한 성능과 수율은 순조롭게 확보되고 있다고 밝혔다.
한편, 삼성전자는 3나노 공정에 GAA(Gate All Around) 트랜지스터 기술을 최초로 적용해 2022년부터 양산 중이며, 올해 하반기에 2세대 3나노 공정 양산을 시작할 계획이다. 양산 경험을 누적해 경쟁력을 갖춘 GAA 기술은 2나노에도 지속 적용될 예정이다. GAA 공정은 첨단 공정의 수요 성장으로 인해 향후 지속 큰 폭으로 확대될 전망이다.
파운드리, 메모리, 패키징을 모두 갖춘
삼성전자의 장점 강조
삼성전자의 파운드리 사업 장점은 파운드리뿐만 아니라 메모리, 어드밴스드 패키징 사업을 모두 보유해 AI 시대에 필요한 사양과 고객의 요구에 맞춘 커스텀 솔루션 제공에 유리하다는 것이다.
기조 강연에서 삼성전자는 세 개 사업 분야 간 협력을 통해 고성능, 저전력, 고대역폭 강점을 갖춘 통합 AI 솔루션을 제공함으로써 고객의 공급망을 단순화하고 제품의 시장 출시를 단축할 수 있다는 장점을 강조했다. 그리고 구체적인 예를 들어 삼성전자의 통합 AI 솔루션을 활용하는 팹리스 고객은 파운드리, 메모리, 패키지 업체를 각각 사용할 경우와 비교해 칩 개발부터 생산에 걸리는 시간을 약 20% 단축할 수 있다고 설명했다.
삼성전자는 더 나아가 2027년에는 AI 솔루션에 광학 소자까지 통합해 AI 시대에 고객들이 필요로 하는 ‘원스톱 AI 솔루션’을 제공할 계획이라고 밝혔다.
고객사 맞춤의 포트폴리오를 제공
삼성전자는 파운드리 사업부의 사업 경쟁력 강화를 위해 AI용 첨단 기술부터 8인치 기술까지 고객과 응용처별 포트폴리오를 다변화하고 있다고 설명했다. 이 덕분에 급격히 성장하고 있는 AI 분야에서 AI 제품 수주 규모가 작년 대비 80% 이상 성장했다고 한다.
8인치 파운드리와 성숙 공정에서도 PPA와 가격경쟁력을 개선한 공정 포트폴리오를 제공해 다양한 고객 니즈에 대응하고 있다.
생태계 확대를 위해 파트너사와 협력 증대
한편, 삼성전자는 13일(현지시간)에는 ‘SAFE(Samsung Advanced Foundry Ecosystem) 포럼 2024’를 개최해 ‘AI : Exploring Possibilities and Future’라는 주제로 파트너사들과 AI 시대 고객 맞춤형 기술과 솔루션을 함께 공유하고 제시했다.
SAFE 포럼 2024에는 Siemens의 CEO인 마이크 엘로우, AMD의 부사장 빌 은, 빛 기반 데이터 전송 AI 칩셋 기업 Celestial AI의 CEO 데이비드 라조브스키 등이 참석해 AI 시대에 요구되는 칩과 시스템 설계 기술의 발전 방향을 논의했다.
작년 출범한 첨단 패키지 협의체 ‘MDI 얼라이언스(Multi-Die Integration Alliance)’의 첫 워크숍도 진행됐다. 삼성전자와 MDI 파트너사들은 이번 워크숍에서 구체적인 협력 방안을 심도 있게 논의하는 등 파트너십을 더욱 강화하고, 2.5D와 3D 반도체 설계에 대한 종합적인 솔루션을 구체화했다.
