삼성전자, Arm과 최첨단 반도체 만든다…GAA 공정 기술경쟁력↑(종합)

(서울=연합뉴스) 장하나 기자 = 삼성전자[005930]가 영국 반도체 설계업체 Arm(암)과 손잡고 게이트올어라운드(GAA·Gate All Around) 공정 기반 최첨단 반도체를 만든다.

Arm의 설계 자산(IP)을 GAA 공정에 심어 3나노 이하 선단 공정 경쟁력에서 치고 나가며 ‘파운드리의 봄’을 앞당긴다는 계획이다.

삼성전자 파운드리 사업부는 GAA 기반 최첨단 공정에 Arm의 차세대 시스템온칩(SoC) IP을 최적화해 양사 협력을 강화한다고 21일 밝혔다.

이를 통해 팹리스(fabless·반도체 설계 전문회사) 기업의 최첨단 GAA 공정에 대한 접근성을 높이고, 차세대 제품 개발에 소요되는 시간과 비용을 최소화할 계획이다.

GAA 기술은 공정 미세화에 따른 트랜지스터 성능 저하를 극복하고 데이터 처리 속도와 전력 효율을 높이는 차세대 반도체 핵심 기술로, 차세대 파운드리 ‘게임 체인저’로 평가받고 있다.

삼성전자는 2022년 6월 세계 최초로 GAA를 3나노 공정에 도입했다. 현재 GAA 기반 3나노 1세대를 양산 중이며, 2세대 공정을 개발 중이다.

삼성 파운드리는 2018년 7월 Arm과 7나노, 5나노 핀펫 공정 기술로 협력 확대를 발표하는 등 Arm과 10년 넘게 협력을 이어오고 있다.

이재용 삼성전자 회장이 2022년 10월 방한한 Arm의 최대주주인 손정의 일본 소프트뱅크그룹 회장과 만나 포괄적인 협력 방안을 논의하는 등 두 사람의 우호적인 관계도 장기간 이어지고 있다.

양사 간 협업으로 팹리스 고객들은 생성형 AI 시대에 맞는 SoC 제품 개발 과정에서 Arm의 최신형 CPU 접근이 용이해진다.

양사는 팹리스 기업에 적기에 제품을 제공하면서도 우수한 PPA(소비전력·성능·면적) 구현에 초점을 맞출 계획이다.

양사는 이를 위해 협력 초기부터 설계와 제조 최적화를 동시에 처리하는 DTCO(Design-Technology Co-Optimization)를 채택해 Arm의 최신 설계와 삼성전자의 GAA 공정의 PPA 개선 효과를 극대화했다.

양사는 차세대 데이터센터와 인프라 맞춤형 반도체를 위한 2나노 GAA와 미래 생성형 AI 모바일 컴퓨팅 시장을 겨냥한 AI 칩렛 솔루션을 순차적으로 선보이는 등 다양한 영역에서 협력을 확대할 방침이다.

계종욱 삼성전자 파운드리 사업부 디자인플랫폼개발실 부사장은 “양사는 다년간 쌓아온 견고한 파트너십을 통해 최첨단 기술과 노하우를 축적해왔으며, 이번 설계 기술 최적화를 통해 팹리스 고객들에게 최선단 GAA 공정 기반 초고성능, 초저전력 코어텍스-CPU를 선보이겠다”고 말했다.

크리스 버기 Arm 클라이언트 사업부 수석부사장 겸 총괄 매니저는 “삼성전자와의 오랜 협력관계를 통해 다년간 혁신을 지속할 수 있었다”며 “양사는 모바일 컴퓨팅의 미래를 재정립하고, AI 시대에 요구되는 성능과 효율을 제공하기 위해 혁신을 거듭할 것”이라고 말했다.

Arm과의 협력 확대를 계기로 삼성전자의 파운드리 사업에도 훈풍이 불 수 있을지 주목된다.

삼성전자는 작년 4분기 시장 수요 약화로 파운드리 실적이 부진했으나, 연간으로는 최대 수주 실적을 기록했다.

김동원 KB증권 연구원은 “지난해 삼성 파운드리 수주는 160억달러로 역대 최대 규모”라며 “삼성 파운드리 고객 수는 2022년 100개에서 2023년 120개, 2028년 210개로 추정돼 6년 만에 2배 이상 고객 확대가 예상된다”고 말했다.

삼성전자는 작년 4분기 실적 콘퍼런스콜에서 3나노와 2나노 GAA 기술을 개발하고 있으며 첨단 공정 기술을 사용해 새롭게 부상하는 응용처로의 사업 확장을 계획하고 있다고 밝힌 바 있다.

시장조사기관 옴디아에 따르면 2023년부터 2026년까지 전 세계 파운드리 시장의 성장률은 연평균 13.8%로 예상된다. 특히 3나노 이하 최첨단 공정의 연평균 성장률은 64.8%로 전망된다.

hanajjang@yna.co.kr