삼성전자 반도체가 다가올 AI 시대에 대비한 한국 파운드리 생태계 강화 전략을 공개했습니다. 7월 4일 서울 코엑스에서 열린 ‘삼성 파운드리 포럼 2023(Samsung Foundry Forum 2023, 이하 SFF)’과 ‘삼성 SAFE 포럼(Samsung Advanced Foundry Ecosystem, 이하 SAFE)’을 통해 생태계 공동의 목표를 제시하고 발전을 위한 다양한 방법을 공유한 것인데요.

SFF와 SAFE 포럼은 건강한 글로벌 반도체 파운드리 생태계를 조성하기 위해 삼성전자가 매년 세계 각지에 마련해오고 있는 정보 공유의 장입니다. 한국에서 열린 이번 행사에는 국내 주요 팹리스 고객사들과 100여 개의 파트너사들이 모여 상호 발전을 위한 심도 깊은 논의가 이뤄졌는데요. 삼성 파운드리의 최신 전략이 공개된 한국 SFF와 SAFE 포럼의 생생한 현장을 삼성전자 반도체 뉴스룸이 직접 다녀왔습니다!

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SAFE 파트너와 함께 열어나갈 한국 파운드리 업계의 미래

오전 8시 30분, 이른 아침부터 많은 이들이 SAFE 포럼을 찾았습니다. 이 날 행사의 시작은 SAFE 포럼이 먼저 열었는데요. 100여 개 파트너사를 비롯해 삼성전자 반도체의 팹리스 고객과 각 분야의 전문가들이 참석해 고객의 성공이라는 공동 목표를 향한 다양한 협력 방안을 논의했습니다.

삼성전자 파운드리사업부 Design Platform개발실장 계종욱 부사장은 SAFE 포럼에 방문한 고객, 파트너사에 전하는 감사 인사에 이어 “삼성 파운드리와 고객, 파트너사가 모여 파운드리 산업의 에코 시스템을 만들어 낼 수 있도록 하는 게 SAFE 포럼의 역할이다”라며 “삼성전자 반도체는 앞으로 SAFE 포럼을 더욱 활성화함으로써 혁신의 속도를 가속화하겠다”는 말로 행사의 시작을 알렸습니다.

SAFE 포럼에서 삼성전자 반도체는 팹리스 고객의 최첨단 제품 설계 인프라를 발전시키기 위한 다양한 방법을 공유했는데요. 고객의 효율적인 제품 설계를 지원하는 ‘PDK Prime’ 솔루션 이 공개되어 참석자들의 이목을 끌었습니다. 삼성전자는 이 솔루션을 올해 하반기부터 2나노, 3나노 공정 팹리스 고객에게 제공할 예정이며, 향후 8인치와 12인치 레거시(Legacy) 공정으로도 확대할 계획입니다.

한국 SFF와 SAFE 포럼에 참석한 관계자들은 포럼 1부가 끝난 후에도 활발히 소통했는데요. 점심시간을 활용해 적극적으로 네트워킹하며, 오후에 이어질 SFF을 더욱 기대하게 했습니다.

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첨단 AI·저전력 반도체 청사진 제시한 삼성 파운드리와 국내 주요 팹리스 기업들

오후에는 ‘삼성 파운드리 포럼 2023’이 파운드리사업부 Corporate Planning실장 심상필 부사장의 환영사로 막을 올렸습니다. SFF는 삼성전자 반도체의 최신 파운드리 기술 현황과 미래 비전을 팹리스 고객을 포함한 생태계 구성원들에게 공유하는 자리인데요.

SFF 기조연설자로 나선 삼성전자 파운드리사업부 최시영 사장은 “AI 적용 분야가 빠르게 확산되고 있고, 특히 다양한 개별 서비스에 특화된 엣지(Edge)의 폭발적인 성장이 예상된다”며 “삼성전자는 고성능 AI 반도체에 특화된 최첨단 공정과 차별화된 스페셜티 공정, 그리고 글로벌 IP 파트너사와의 긴밀하고 선제적인 협력을 통해 AI 시대 패러다임을 주도해 나가겠다”고 말했습니다.

한편, 기조연설 후에는 국내 주요 팹리스 기업인 LX세미콘, 리벨리온, 딥엑스(DeepX) 등이 별도의 발표 세션을 갖고, 삼성 파운드리 공정을 통해 이룬 AI·저전력 반도체 개발 성과를 소개하는 자리도 마련되어 국내 파운드리 업계 발전을 위한 긴밀한 협력의 중요성을 실감할 수 있었습니다.

이어진 세션들에서는 삼성전자 반도체가 최첨단 MPW(Multi Project Wafer) 서비스 현황과 앞으로의 확대 계획을 공개했습니다. MPW는 한 장의 웨이퍼에 다른 종류의 반도체 제품을 함께 생산하는 프로젝트로, 다품종 소량 생산을 할 수 있도록 고안한 파운드리 서비스입니다.

삼성전자는 또한 국내외 대학과의 연구개발 협력 확대 계획도 공유했는데요, 이를 통해 시스템 반도체 연구개발 생태계를 강화하겠다는 의지를 천명했습니다. 특히 국내외 대학과의 추가 협력을 통해 미래 반도체 기술과 인재를 키워나가고, 더욱 혁신적인 생태계를 구축하기 위해 적극적인 활동을 이어나갈 것을 약속했습니다.

한국에서 개최된 ‘삼성 파운드리 포럼 2023’과 ‘SAFE 포럼 2023’은 많은 참석자들의 뜨거운 관심과 열띤 논의 속에 성공적으로 마무리 되었습니다. 삼성전자 반도체를 비롯해 한국 파운드리 생태계를 구성하고 있는 주체들이 모여 공동의 목표를 향해 긴밀히 협력해 나갈 것을 다짐하는 의미 있는 행사였습니다. 삼성전자는 올해 하반기에 유럽과 아시아 지역에서도 삼성 파운드리 포럼을 개최할 예정인데요. 전세계를 누비며 AI 반도체 생태계 강화를 위해 노력을 경주하는 삼성전자 반도체에 많은 응원 부탁드립니다.

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국내 팹리스∙디자인하우스에 기술교육 등 상생 협력에 박차

삼성전자는 작년 4월 ‘시스템반도체 생태계 강화 방안’을 발표한 이후 팹리스, 디자인하우스 등 국내 중소 업체들과의 상생 협력에 박차를 가하고 있습니다.

국내 중소 팹리스 업체의 제품 개발 활동에 필수적인 MPW(Multi-Project Wafer)프로그램을 공정당 년 3~4회로 확대 운영하고, 8인치(200mm)뿐 아니라 12인치(300mm) 웨이퍼로 최첨단 공정까지 활용할 수 있도록 지원하고 있습니다.

삼성전자는 전장, 모바일, 보안 등 다양한 응용처에 최적화된 공정 기술과 설계 인프라를 제공하고 있으며, 생태계 강화 방안 발표 이후 중소 업체들과 협력해온 제품이 올해 말부터 본격 양산될 예정입니다.

특히 삼성전자는 작년 하반기부터 국내 팹리스와 디자인하우스 업체의 경쟁력 향상을 위해 레이아웃, 설계 방법론•검증 등을 포함한 기술 교육도 제공하고 있으며 업체들의 만족도 또한 높습니다.

삼성전자는 2018년부터 파운드리 생태계 프로그램 ‘SAFE(Samsung Advanced Foundry Ecosystem)’를 운영하며, 파트너와 고객과의 협력 강화에 더욱 노력하고 있습니다.

‘SAFE-CDP’ 중소 팹리스 아이디어만으로도 칩 설계 가능하게

삼성전자는 고객들이 더욱 편리하게 설계할 수 있는 생태계를 만들기 위해 ‘통합 클라우드 설계 플랫폼(SAFE Cloud Design Platform, SAFE-CDP)’을 출시했습니다.

삼성전자와 클라우드 HPC(High Performance Computing) 플랫폼 업체인 리스케일(Rescale)이 함께 구축한 ‘SAFE-CDP’는 팹리스 고객들이 아이디어만 있으면 언제 어디서나 즉시 칩 설계를 시작할 수 있도록 가상의 설계 환경을 제공하는 서비스입니다.

이 서비스는 자동화 설계 SW 업체인 앤시스(Ansys), 멘토(Mentor a Siemens Business), 케이던스(Cadence), 시놉시스(Synopsys)의 SW를 공용 클라우드 상에서 구동될 수 있도록 구축한 플랫폼입니다.

공정이 미세화될수록 반도체 칩 설계는 복잡해지고 난도 또한 높아집니다. 특히 설계 작업의 후반부로 갈수록 필요한 컴퓨팅 자원도 기하급수적으로 증가하며, 칩 검증에 소모되는 시간도 상당합니다.

삼성전자의 ‘SAFE-CDP’는 서버 확장에 대한 고객들의 투자 부담을 줄이고, 칩 설계와 검증 작업에 필요한 컴퓨팅 자원도 단계에 따라 유연하게 사용할 수 있도록 지원합니다.

국내 팹리스 업체인 ‘가온칩스’는 삼성전자의 SAFE-CDP를 활용해 차량용 반도체 칩을 설계한 결과, 기존 대비 약 30%의 설계 기간을 단축하는 성과를 얻기도 했습니다. * 케이던스 SW(이노버스) 사용

삼성전자의 DSP(Design Solution Partner)인 가온칩스 정규동 대표는 “삼성의 통합 설계 플랫폼은 중소 팹리스 업체들의 시장 진입장벽을 낮춰줄 것”이라며, “제품 경쟁력 향상으로 국내 업체들이 더욱 성장할 수 있는 계기가 될 것”이라고 소감을 밝혔습니다.

특히 ADT(에이디테크놀로지), 하나텍 등 여러 국내 중소 업체들이 SAFE-CDP에 대한 사용 의사를 밝히고 있으며, 자체 서버 구축 대비 소요되는 시간과 투자 비용을 줄일 수 있어 보다 경쟁력 있는 반도체 제품을 설계할 수 있을 것으로 기대됩니다.

삼성전자 DS부문 파운드리사업부 박재홍 부사장은 “리스케일과 함께 선보이는 삼성전자의 통합 설계 플랫폼은 팹리스 업계가 클라우드 기반 설계 환경으로 옮겨가는 중요한 기반이 될 것”이라며, “파운드리 생태계 강화를 통해 고객들이 혁신적인 제품을 출시할 수 있도록 지속 기여할 것”이라고 밝혔습니다.

삼성전자는 화성, 평택에 잇따라 투자를 단행하며 파운드리 사업 강화에 속도를 높이고 있으며, 국내 중소기업들이 삼성의 최첨단 공정 기술을 보다 편리하게 활용할 수 있도록 접근성을 높여 생태계를 지속 확장해 나갈 계획입니다.

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‘파운드리’, ‘팹리스’, ‘디자인하우스’

반도체 산업 관련 뉴스에서 자주 등장하는 이 단어들은 반도체 기업 형태를 일컫는 말입니다. 반도체는 고도의 기술을 다루고 있는 만큼 여러 형태의 기업들이 협력해 하나의 ‘반도체 생태계’를 이루고 있는데요. 오늘은 이 생태계를 이루고 있는 반도체 기업들을 알아보겠습니다.

반도체는 크게 설계, 생산, 조립•검사, 유통 과정을 거쳐 탄생합니다. 기업들 중에는 이 모든 역할을 수행하는 종합 반도체 기업(IDM)도 있고, 파운드리나 팹리스처럼 특정 역할을 전문적으로 담당하는 기업도 있습니다.

1) 종합 반도체 기업 (IDM, Integrated Device Manufacturer)

종합 반도체 기업(IDM, Integrated device manufacturer)은 모든 반도체 생산 공정을 종합적으로 갖춘 기업을 뜻합니다. 한 회사가 웨이퍼 생산 설비인 팹(fab)*을 갖추고 있고, 반도체 설계, 웨이퍼 가공, 패키징, 테스트로 이어지는 반도체를 만들기 위한 일련의 과정을 모두 수행합니다.

2) IP(intellectual property) 기업

IP기업은 팹리스처럼 반도체 ‘설계’를 전문으로 하는 회사입니다. 하지만 팹리스와는 수익 모델이 조금 다른데요. IP기업은 셀 라이브러리라고 하는 특정 설계 블록을 팹리스나 IDM, 파운드리 등에 제공하고 IP 사용에 따른 라이선스료, 로열티를 받습니다. 그래서 지적 재산권을 뜻하는 IP(intellectual property) 용어를 쓰는 것입니다.

정리하면 팹리스는 설계 후 외주를 통해 자사 제품을 생산한다면, IP기업은 설계 라이선스를 판매할 뿐 자신의 브랜드로 제품을 생산하지 않습니다.

3) 팹리스 (Fabless)

팹리스는 반도체 설계를 전문적으로 하는 기업입니다. 설계를 제외한 웨이퍼 생산, 패키징, 테스트 등은 모두 외주로 진행되며, 외주를 통해 생산이 완료된 칩의 소유권이나 영업권은 팹리스에 있어 자사 브랜드로 판매합니다.

팹리스는 대규모 자본이 드는 공장을 갖추지 않고 설계에 주력할 수 있는 비즈니스 모델입니다. 반도체를 만드는 생산시설 없이 뛰어난 아이디어와 우수한 칩 설계 기술을 바탕으로 반도체 칩 개발에 집중합니다. 따라서 다품종 소량 생산 형태로 기술적인 다양성을 갖는 시스템 반도체가 주로 팹리스의 형태를 가집니다.

4) 디자인하우스(Design House)

디자인하우스는 팹리스(설계)와 파운드리(생산)의 연결다리 역할을 하는 기업입니다. 팹리스 기업이 설계한 제품을 각 파운드리 생산공정에 적합하도록 최적화된 디자인 서비스를 제공하는 역할을 합니다. 즉 팹리스 업체가 설계한 반도체 설계도면을 제조용 설계도면으로 다시 디자인하는 것입니다. 팹리스 기업에서 레이아웃 검증과 같은 백앤드디자인(Back end design)을 직접 수행하지 않고 디자인하우스를 이용하곤 합니다.

헬로칩스 2화에서도 한번 말씀 드린 적이 있는데요. 좀 더 쉬운 이해를 위해 반도체 공정을 빵 만들기에 비유해보면, 빵 레시피를 만드는 사람을 팹리스(설계), 빵을 직접 구워내는 제빵사는 파운드리(생산)라고 볼 수 있습니다. 그리고 이제 빵을 구워야 하는데, 이때 밀가루를 최적의 비율로 믹스해서 제공받으면 훨씬 수월하겠죠? 이처럼 생산이 용이하도록 중간 가교 역할을 하는 것이 바로 ‘디자인하우스’입니다.

5) 파운드리

반도체에 ‘설계’ 전문 기업이 있다면, ‘생산’ 전문 기업 파운드리도 있습니다. 파운드리는 생산 공정을 전담하는 기업으로 자체 제품이 아닌 수탁생산을 주로 하고 있습니다. 즉 반도체 생산설비를 갖추고 있지만 직접 설계하여 제품을 만드는 것이 아니라 고객으로부터 위탁받은 제품을 대신 생산해 이익을 얻는 것입니다. 파운드리 기업은 자체적으로 IP를 설계하기도 하며, IP회사들과 제휴를 맺어 고객들이 필요로 할 시 좋은 IP를 제공하기도 합니다.

생산 전문 파운드리의 주 고객은 바로 팹리스, 시스템 반도체 회사입니다. 반도체 생산을 위해서는 수조원대의 막대한 시설 투자비용이 들고 고도의 생산기술이 필요해 반도체를 개발하는 모든 회사들이 반도체를 생산하기는 어렵기 때문입니다. 파운드리는 이러한 수많은 팹리스 기업의 생산기지 역할을 수행합니다.

6) OSAT(Outsourced Semiconductor Assembly And Test)

OSAT(Outsourced Semiconductor Assembly And Test)는 반도체 패키징 및 테스트 수탁기업으로 어셈블리 기업, 패키징 기업이라고도 불립니다. 폭넓은 의미에서 반도체 후공정 업계를 뜻하는데, 반도체 후공정은 크게 패키징, 테스트로 볼 수 있습니다.

반도체 팹 공정을 통해 만들어진 웨이퍼에 있는 수백 개의 칩이 있습니다. 그러나 이 상태의 칩은 외부와 전기신호를 주고받을 수 없으며, 외부 충격에 의해 손상되기도 쉽습니다. 이 칩을 낱개로 하나하나 잘라내어 기판이나 전자기기에 장착되기 위해 포장하는 작업을 패키징이라 합니다. 패키징 기업은 이런 반도체 칩 포장을 전문으로 하는 곳입니다.

이렇게 팹 공정과 패키징 공정을 마친 반도체는 완벽한 품질과 신뢰성을 위해 철저한 검사를 거칩니다. 고가의 전자 장비의 핵심 부품인 만큼 엄격한 신뢰성이 요구되기 때문이죠. IDM이나 파운드리 기업은 테스트 전문 기업에 업무를 위탁함으로써 효율을 높이고 전문성을 더하기도 합니다.

지금까지 반도체 생태계를 이루고 있는 기업의 종류와 역할까지 알아보았습니다. IT 산업의 발달로 반도체가 다양한 산업과 연계되며 그 중요성이 더해지고 있는데요. 반도체는 복잡한 기술력만큼 다양한 기업이 생태계를 이루고 분업과 협업을 통해 시너지를 내고 있습니다. 각 분야의 전문성을 더해 종합 반도체 강국이라는 목표를 향해 힘을 모으는 다양한 반도체 기업에 많은 관심과 응원 부탁드립니다!

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팹리스
[Fabless]

반도체 설계 기술은 있으나 생산 라인이 없는 업체.

반도체 업체는 제품 설계부터 완제품 생산까지 모든 분야를 자체 운영하는 ‘종합 반도체 업체(IDM)‘, 반도체 제조과정만 전담하는 ‘파운드리 업체(Foundry)‘, 그리고 설계 기술만을 가진 ‘반도체 설계 업체(Fabless)’로 구분된다.

반도체 설계 업체(Fabless)는 반도체 생산라인을 뜻하는 FAB(Fabrication)과 ‘~이 없다’라는 의미의 접미사 less의 합성어로, 생산라인이 없는 반도체 회사라는 뜻이다. 생산 라인만 가진 것은 파운드리(Foundry) 업체라고 한다.

반도체 개발에서 설계가 가장 중요하지만 이를 생산하기 위해선 실제 생산라인도 필요하다. 하지만 하나의 생산라인 건설에는 천문학적인 비용이 소요되기 때문에, 설계 전문인 팹리스 업체는 파운드리 업체를 통해 위탁 생산을 한다.

즉, 팹리스 업체는 파운드리 업체에 위탁 비용을 지불하고, 파운드리 업체가 대신 생산한 반도체를 팔아 이익을 얻는 구조이다.

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