삼성, 獨서 파운드리포럼…"2026년 2나노 전장솔루션 준비 마친다"

[이데일리 최영지 김응열 기자] 삼성전자는 19일(현지시간) 독일 뮌헨에서 ‘삼성 파운드리 포럼 2023’을 열고 최첨단 공정 로드맵과 전장(Automotive) 등 응용처별 파운드리(반도체 위탁생산) 전략을 공개했다. 업계 최초로 5나노(nm) 공정에서 전장용 차세대 핵심 메모리반도체를 개발하겠다는 계획을 밝히는 등 차세대 전장 파운드리 기술을 선도하겠다는 포부를 밝혔다.

삼성전자가 지난 7월 삼성동 코엑스에서 개최한 ‘삼성 파운드리·SAFE 포럼’에서 최시영 사장이 기조연설을 하고 있는 모습(사진=삼성전자)

이날 삼성전자(005930)는 최첨단 2나노 공정부터 8인치 웨이퍼를 활용한 레거시 공정에 이르기까지 다양한 맞춤형 솔루션을 선보였다. 또 삼성전자 파운드리 협업 생태계인 SAFE(Samsung Advanced Foundry Ecosystem)의 파트너사들도 부스 전시를 통해 최신 파운드리 기술 트렌드와 향후 발전 방향을 공유했다.

삼성전자는 지난 9월 초 IAA 모빌리티 2023에 이어 이번 포럼에서도 유럽 고객과의 협력을 확대하며 전장 분야 핵심 파트너로서의 입지를 강화해 나가고 있다는 평가를 받는다.

최시영 삼성전자 파운드리사업부 사장은 “차량용 반도체 시장에 최적화된 공정을 적기에 개발해 자율주행 단계별 인공지능(AI) 반도체부터 전력반도체, 마이크로콤포넌트유닛(MCU) 등을 고객 요구에 맞춰 양산해 나갈 계획”이라며 “삼성전자만의 차별화된 파운드리 솔루션으로 전기차와 자율주행차 시대를 선도해 나갈 것”이라고 밝혔다.

삼성전자는 최첨단 2나노 전장 솔루션 양산 준비를 2026년 완료하는 한편, 차세대 eMRAM과 8인치 BCD 공정 포트폴리오를 확대하겠다는 계획도 내놨다.

이번 포럼에서 업계 최초로 5나노 eMRAM 개발 계획을 밝혔다. eMRAM은 빠른 읽기와 쓰기 속도를 기반으로 높은 온도에서도 안정적으로 동작 가능한 전장용 차세대 핵심 메모리 반도체로, 2026년 8나노·2027년 5나노까지 eMRAM 포트폴리오를 확대할 계획이다.

앞서 삼성전자는 2019년 업계 최초로 28나노 FD-SOI 공정 기반 eMRAM을 탑재한 제품을 양산한 바 있으며, 현재 2024년 완료를 목표로 AEC-Q100 Grade 1(자동차 전자 부품 신뢰성 평가 절차 및 기준)에 맞춰 핀펫(FinFET) 공정 기반 14나노 eMRAM을 개발 중이다.

8나노 eMRAM의 경우, 이전 14나노 대비 집적도 30%, 속도 33%가 증가할 것으로 기대된다.

또 전력 반도체 생산에 활용되는 공정인 8인치 BCD 공정 포트폴리오도 강화한다. 삼성전자는 현재 양산 중인 130나노 전장 BCD 공정을 2025년 90나노까지 확대하며, 90나노 전장 BCD 공정은 130나노 대비 약 20% 칩 면적 감소가 기대된다.

또한, DTI(Deep Trench Isolation) 기술을 활용해 전장향 솔루션에 적용되는 고전압을 기존 70볼트(Volt)에서 120볼트로 높일 예정이다. 이 기술을 적용하면 트랜지스터 사이 간격을 줄이고 전류 누출과 과전류로 인해 소자 특성이 저하되는 현상을 개선시킬 수 있어 전력반도체 성능을 더욱 향상시킬 수 있다는 게 삼성전자 설명이다. 130나노 BCD 공정에 120볼트를 적용한 공정설계키트(PDK)를 2025년 제공할 계획이다.

이종환 상명대 시스템반도체공학과 교수는 “전장 시장이 유망한 만큼 전장용 제품 강화는 파운드리를 키우려는 삼성에 있어 주효한 성장 전략 중 하나”라며 “파운드리 1위 TSMC와의 격차를 줄이는 디딤돌이 될 수 있을 것”이라고 분석했다. 이어 “국내 현대와 기아 외에 외국의 테슬라 등 수주를 확보해 잠재고객들에게 안정적 성능을 제공할 수 있다는 신뢰를 주는 게 중요하다”고 덧붙였다.

이외에도 삼성전자는 SAFE 파트너, 메모리, 패키지 기판, 테스트 전문 기업 등 20개 파트너와 함께 최첨단 패키지 협의체 MDI(Multi Die Integration) 얼라이언스를 구축했다. 이를 통해 삼성전자는 최첨단 패키지 협의체를 주도하며 전장과 고성능 컴퓨팅(HPC) 등 응용처별 차별화된 2.5D, 3D 패키지 솔루션을 개발해 나갈 예정이다.