삼성전자가 미국 실리콘밸리에서 12일(현지시간) ‘삼성 파운드리 포럼 2024(Samsung Foundry Forum 2024)’를 개최하고 AI 시대를 주도할 파운드리 기술 전략을 공개했다.

이번 행사는 “Empowering the AI Revolution”을 주제로, 고객의 인공지능(AI) 아이디어 구현을 위해 삼성전자의 최선단 파운드리 기술은 물론, 메모리와 어드밴스드 패키지(Advanced Package) 분야와의 협력을 통한 시너지 창출 등 삼성만의 차별화 전략을 제시했다.

삼성전자 파운드리 사업부 최시영 사장은 이날 기조연설에서 “AI를 중심으로 모든 기술이 혁명적으로 변하는 시점에서 가장 중요한 건 AI 구현을 가능하게 하는 고성능ㆍ저전력 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 위치한 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.

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□ 최선단 파운드리 공정으로 팹리스 수요 적극 지원

삼성전자는 반도체 응용처가 확대되며 다변화되는 고객 수요에 대응하기 위해 AI와 HPC, 전장, 엣지컴퓨팅 등 주요 응용처별 특화 공정을 제공하고 있다.

올해 행사에는 기존 파운드리 공정 로드맵에서 SF2Z, SF4U를 추가로 공개했다.

삼성전자는 BSPDN(후면전력공급 기술, Back Side Power Delivery Network) 기술을 적용한 2나노 공정(SF2Z)을 2027년까지 준비한다는 계획이다. BSPDN은 전류 배선층을 웨이퍼 후면에 배치해 전력과 신호 라인의 병목 현상을 개선하는 기술이다.

SF2Z는 기존 2나노 공정 대비 PPA 개선 효과뿐 아니라, 전류의 흐름을 불안정하게 만드는 ‘전압강하’ 현상을 대폭 줄일 수 있어 고성능 컴퓨팅 설계 성능을 향상시킬 수 있다.

* PPA: Power(소비전력), Performance(성능), Area(면적)의 약자로, 공정을 평가하는데 있어서 주요한 3가지 지표

또한, 이번에 발표한 또 다른 신규 공정인 4나노 SF4U는 기존 4나노 공정 대비 광학적 축소(optical shrink)를 통해 PPA 경쟁력이 추가 향상되며, 2025년 양산 예정이다.

삼성전자는 2027년 1.4나노 공정 양산을 계획하고 있으며, 목표한 성능과 수율을 확보하고 있다고 밝혔다. ‘비욘드 무어(Beyond Moore)’ 시대에 경쟁력을 갖추기 위해 소재와 구조의 혁신을 통해 1.4나노를 넘어 미래 기술 혁신을 주도하고 있다.

삼성전자는 3나노 공정에 GAA 트랜지스터 기술을 최초로 적용해 2022년부터 양산중이며, 올해 하반기에 2세대 3나노 공정 양산을 시작할 계획이다.

삼성은 GAA 양산 경험을 누적해 경쟁력을 갖췄으며, 2나노에도 지속 적용할 예정이다. 삼성의 GAA 공정 양산 규모는 2022년 대비 꾸준히 증가하고 있으며, 선단공정 수요 성장으로 인해 향후 지속 큰 폭으로 확대될 전망이다.

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□ 메모리ㆍAVP와 원팀(One-Team) 협력으로 AI 솔루션 턴키 서비스 제공

삼성전자는 파운드리와 메모리, 어드밴스드 패키지 사업을 모두 보유해 AI 시대에 필요한 사양과 고객의 요구에 맞춘 커스텀 솔루션 제공을 위한 협력에 유리하다.

삼성전자는 세 개 사업 분야간 협력을 통해 고성능·저전력·고대역폭 강점을 갖춘 통합 AI 솔루션을 선보여 고객의 공급망을 단순화하는 데 기여하는 등 편의를 제공하고 제품의 시장 출시를 가속화한다.

삼성의 통합 AI 솔루션을 활용하는 팹리스 고객은 파운드리, 메모리, 패키지 업체를 각각 사용할 경우 대비 칩 개발부터 생산에 걸리는 시간을 약 20% 단축할 수 있다.  

나아가 2027년에는 AI 솔루션에 광학 소자까지 통합한다는 계획이다. 이를 통해 AI 시대에 고객들이 필요로 하는 ‘원스톱 AI 솔루션’ 제공이 가능할 것으로 기대된다.

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□ AI향 선단 기술부터 8인치 기술까지 고객 포트폴리오 다변화

삼성전자는 파운드리 사업부의 사업 경쟁력 강화를 위해 고객과 응용처별 포트폴리오를 다변화한다.

급격히 성장하고 있는 AI 분야에서 고객 협력을 강화하여 올해 AI 제품 수주 규모는 작년 대비 80% 이상 성장했다.

8인치 파운드리와 성숙 공정에서도 PPA와 가격경쟁력을 개선한 공정 포트폴리오를 제공해 다양한 고객 니즈에 대응하고 있다.

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□ 파운드리 생태계 확대 지원… AI 기술과 융합 강조

삼성전자는 13일(현지시간) ‘SAFE(Samsung Advanced Foundry Ecosystem) 포럼 2024’를 개최한다. 올해 주제는 “AI: Exploring Possibilities and Future”로, 삼성전자는 파트너사들과 AI 시대 고객 맞춤형 기술과 솔루션을 함께 공유하고 제시하는 장을 마련한다.

특히, 마이크 엘로우(Mike Ellow) Siemens CEO, 빌 은(Bill En) AMD VP, 데이비드 라조브스키(David Lazovsky) 셀레스티얼 AI CEO 등이 참석해 AI 시대에 요구되는 칩과 시스템 설계 기술의 발전 방향을 논의한다.  

이번 포럼에서는 작년 출범한 첨단 패키지 협의체인 ‘MDI 얼라이언스 (Multi-Die Integration Alliance)’의 첫 워크숍이 진행된다.

삼성전자와 MDI 파트너사들은 이번 워크숍에서 구체적인 협력 방안을 심도있게 논의하는 등 파트너십을 더욱 강화하고, 2.5D와 3D 반도체 설계에 대한 종합적인 솔루션을 구체화할 예정이다.

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이번 행사는 팬데믹 이후 3년 만에 다시 오프라인으로 진행된 만큼 오랜만에 만나 서로 안부를 물으며 인사를 나누는 참관객들로 이른 시간부터 북적였습니다. 그럼 삼성 파운드리의 견고한 생태계를 몸소 느낄 수 있었던 SAFE 포럼의 생생한 현장으로 가볼까요?

이번 SAFE 포럼은 설계자산(IP), 디자인솔루션(DSP), 전자설계자동화(EDA), 클라우드(Cloud), OSAT* 분야의 다양한 파트너들과 함께했는데요. ‘혁신 촉매제로서의 삼성 파운드리 생태계(The Innovation Catalyst)’라는 주제로 진행된 이번 행사는 선단 공정 혁신과 다양한 기술에 대해 깊이 논의하고, 삼성전자와 생태계 파트너 간 협력 및 고객 성공 스토리를 공유했습니다.

*OSAT : Outsourced Semiconductor Assembly and Test

키노트 세션에서는 파운드리사업부 디자인플랫폼 개발실 이상현 부사장의 연설이 있었고, 이어 진행된 세션에서는 파트너들의 발표, 토론, 부스 등 최신 파운드리 기술 공유 및 네트워킹이 이루어졌습니다. 

한편, 이번 SAFE 포럼에 참여한 파트너들은 다음과 같은 소감을 전했습니다.

칩셋을 만든다는 건 수많은 업체들을 요구하는 복잡한 일입니다. 그래서 그 어떤 업체도 혼자서는 모든 부분을 완성할 수는 없습니다. 우리도 삼성을 포함해서 많은 사람들과 협력을 하고 있죠.

브라이언 달렌박 Brian Dallenbach

어제와 오늘 아침에 이곳에 와서 많은 것을 배웠습니다. 특히 삼성의 테일러 파운드리 계획과 3나노 GAA를 포함한 모든 노드 생산에 얼마나 많은 투자를 하고 있는지가 인상적이었습니다.

맨밋 월리아 Manmeet Walia

행사장 한편에서는 SAFE 포럼과 관련된 퀴즈를 풀고 굿즈를 받을 수 있는 이벤트 코너도 마련되어 참관객들의 발길이 이어졌습니다.

삼성 파운드리는 앞으로도 파트너와 함께 반도체 성능 향상, 가격 경쟁력 등을 갖춘 맞춤형 서비스를 강화해, 새로운 팹리스 고객을 발굴하는 동시에 신규 고객도 적극 유치해 나갈 예정입니다.

지금까지 삼성 파운드리 생태계의 주축이 함께 모인 ‘세이프 포럼 2022’의 생생한 현장을 살펴봤는데요. 5일(현지시간, 한국시간 6일 새벽)은 ‘테크데이(Tech Day)’ 행사가 진행될 예정으로, 삼성 반도체 뉴스룸을 통해 신속히 해당 내용을 공유드리도록 하겠습니다.

영상으로 만나보는 ‘SAFE 포럼 2022’

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삼성전자가 3일(현지시간) 미국 실리콘밸리에서 ‘삼성 파운드리 포럼 2022(Samsung Foundry Forum 2022)’를 열고, 파운드리 신기술과 사업 전략을 공개했습니다.

3년만에 오프라인으로 개최된 올해 삼성 파운드리 포럼에는 팹리스 고객·협력사·파트너 등 500여 명이 참석한 가운데 진행됐습니다.

삼성전자는 △파운드리 기술 혁신, △응용처별 최적 공정 제공, △고객 맞춤형 서비스, △안정적인 생산 능력 확보 등을 앞세워 파운드리 사업 경쟁력을 강화해 나가겠다고 밝혔습니다.

삼성전자 파운드리사업부장 최시영 사장은 “고객의 성공이 삼성전자 파운드리사업부의 존재 이유”라고 강조하며 “삼성전자는 더 나은 미래를 창조하는 파트너로서 파운드리 산업의 새로운 기준이 되겠다.”고 말했습니다.

□ 파운드리 기술 혁신으로 선단 공정 리더십 강화…2027년 1.4나노 양산

삼성전자는 선단 파운드리 공정 혁신과 함께 차세대 패키징 적층 기술 개발에 박차를 가하고 있습니다.

삼성전자는 2015년 핀펫(FinFET) 트랜지스터를 세계 최초로 양산하고, 지난 6월 GAA(Gate All Around) 트랜지스터 기술을 적용한 3나노 1세대 공정 양산을 세계 최초로 시작했으며, 앞선 양산 노하우를 기반으로 3나노 응용처를 확대하고 있습니다.

또한, 삼성전자는 GAA 기반 공정 기술 혁신을 지속해 2025년에는 2나노, 2027년에는 1.4나노 공정을 도입할 계획입니다.

삼성전자는 공정 혁신과 동시에 2.5D/3D 이종 집적(Heterogeneous Integration) 패키징 기술 개발도 가속화합니다.

특히, 삼성전자는 3나노 GAA 기술에 삼성 독자의 MBCFET(Multi Bridge Channel FET) 구조를 적용하는 한편 3D IC 솔루션도 제공하며 고성능 반도체 파운드리 서비스를 제공할 예정입니다.

삼성전자는 2015년 고대역폭 메모리 HBM2의 성공적인 출시를 시작으로 2018년 I-Cube(2.5D), 2020년 X-Cube(3D) 등 패키징 적층 기술 혁신을 지속해 나가고 있습니다.

*I-Cube는 실리콘 인터포저 위에 로직과 HBM을 배치하는 2.5D 패키지 기술이며,
X-Cube는 웨이퍼 상태의 복수의 칩을 위로 얇게 적층하는 3D 패키지 기술임

삼성전자는 u-Bump(micro Bump)형 X-Cube를 2024년에 양산하고, 2026년에는 Bump-less형 X-Cube를 선보일 계획입니다.

*u-Bump(micro Bump): 일반 범프 대비 더 많은 I/O를 패키징에 넣을 수 있어 더 많은 데이터 처리가 가능
*Bump-less: 패키징에서 범프를 없애고 더 많은 I/O를 삽입이 가능해 데이터의 처리 양을 u-Bump 보다 더 많게 구현할 수 있음

□ 2027년까지 HPC, 5G, 오토모티브 등 비중 50% 이상으로 확대

삼성전자는 HPC(High Performance Computing), 오토모티브(차량용 반도체), 5G, IoT 등 고성능 저전력 반도체 시장을 적극 공략해, 2027년까지 모바일을 제외한 제품군의 매출 비중을 50% 이상으로 키워 갈 계획입니다.

삼성전자는 지난 6월 세계최초로 3나노 공정 기반의 HPC 제품을 양산한데 이어, 4나노 공정을 HPC와 오토모티브로 확대합니다. eNVM(embedded Non-Volatile Memory)과 RF도 다양한 공정을 개발해 고객 니즈에 맞춘 파운드리 서비스를 제공합니다.

삼성전자는 현재 양산 중인 28나노 차량용 eNVM 솔루션을 2024년 14나노로 확대하고, 향후 8나노 eNVM 솔루션을 위한 기술도 개발 중입니다.

삼성전자는 RF 공정 서비스도 확대한다. 삼성전자는 현재 양산 중인 14나노 RF 공정에 이어 세계 최초로 8나노 RF 제품 양산에 성공했으며, 5나노 RF 공정도 개발 중입니다.

□ SAFE 생태계 확대해 고객 맞춤형 서비스 강화

삼성전자는 2022년 현재 56개 설계자산(IP) 파트너와 4,000개 이상의 IP를 제공하고 있으며, 디자인솔루션파트너(DSP), 전자설계자동화(EDA) 분야에서도 각각 9개, 22개 파트너와 협력하고 있습니다. 또한 9개 파트너와 클라우드(Cloud) 서비스 및 10개 OSAT(Outsourced Semiconductor Assembly and Test) 파트너와 패키징 서비스를 제공하고 있습니다.

삼성전자는 향상된 성능과 기능, 신속한 납기, 가격경쟁력까지 갖춘 맞춤형 서비스를 강화해 새로운 팹리스 고객을 발굴하는 한편 하이퍼스케일러(Hyperscaler), 스타트업(Startup) 등 신규 고객도 적극 유치할 계획입니다.

*하이퍼스케일러(Hyperscaler): 대규모 데이터센터를 운영하는 기업

삼성전자는 ‘삼성 파운드리 포럼’에 이어, 4일 ‘SAFE 포럼(Samsung Advanced Foundry Ecosystem Forum)’도 개최하고, EDA, IP, OSAT, DSP, Cloud 분야 파트너들과 파운드리 신기술과 전략을 소개할 예정입니다.

□ ‘쉘 퍼스트’ 라인 운영으로 고객 니즈에 적기 대응

삼성전자는 2027년까지 선단 공정 생산능력을 올해 대비 3배 이상 확대해 고객 니즈에 적극 대응할 계획입니다.

삼성전자는 평택, 화성과 미국 테일러에서 선단 공정 파운드리 제조 라인을 운영하고, 화성, 기흥과 미국 오스틴에서는 성숙 공정을 양산하고 있습니다.

특히, 삼성전자는 앞으로 ‘쉘 퍼스트(Shell First)’ 라인 운영으로 시장 수요에 신속하고 탄력적으로 대응할 예정입니다.

‘쉘 퍼스트’는 클린룸을 선제적으로 건설하고, 향후 시장 수요와 연계한 탄력적인 설비 투자로 안정적인 생산 능력을 확보해 고객 수요에 적극 대응한다는 의미입니다.

삼성전자는 미국 테일러 파운드리 1라인에 이어 투자할 2라인을 ‘쉘 퍼스트’에 따라 진행할 계획이며 향후 국내외 글로벌 라인 확대 가능성도 밝혔습니다.

한편, 삼성전자는 10월 3일(현지시간) 미국(실리콘밸리)을 시작으로, 7일 유럽(독일 뮌헨), 18일 일본(도쿄), 20일 한국(서울)에서 순차적으로 ‘삼성 파운드리 포럼’을 개최하고 각 지역별 고객 맞춤형 솔루션을 소개할 계획입니다.

또한, 오프라인 참석이 어려운 글로벌 고객을 위해 21일부터 온라인으로도 행사 내용을 공개할 예정입니다.

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