AI, 스마트폰, 자동차의 두뇌 역할을 하는 첨단 SoC(System on Chip, 하나의 칩에 여러 기능을 집약한 시스템반도체)는 한 회사 혼자만의 힘으로는 만들 수 없다. 칩을 설계하는 팹리스(Fabless, 생산 설비 없이 설계만 전담하는 기업)와 설계 도구를 공급하는 EDA(Electronic Design Automation, 반도체 설계자동화 소프트웨어) 기업, 다양한 설계자산(IP)을 제공하는 파트너, 그리고 이를 실제 반도체로 만들어내는 파운드리까지—수많은 기업들이 긴밀히 협력해야 비로소 하나의 시스템반도체가 완성된다.

삼성전자 파운드리사업부는 ‘세이프(SAFE, Samsung Advanced Foundry Ecosystem)’ 플랫폼을 통해 이러한 연결 고리의 구심점 역할을 하며, 파운드리 생태계를 키워 나가고 있다.

SAFE란 무엇인가: 설계부터 출하까지 연결하는 에코시스템

SAFE는 반도체 설계부터 최종 생산까지, 각 단계에 필요한 다양한 기술과 고객·파트너를 하나의 생태계로 연결하는 프로그램이다.

팹리스 고객이 “칩을 만들고 싶다”는 아이디어를 가져오면, IP 선택부터 설계 툴 검증, 시제품 제작, 패키징, 테스트까지—SAFE 생태계 안에서 모든 단계의 파트너를 찾을 수 있는 구조다. 현재 SAFE는 여섯 가지 얼라이언스로 구성되어 있다.

SAFE 6대 얼라이언스: 각 영역의 전문가들이 한 지붕 아래

① IP 얼라이언스(설계 자산) — 검증된 설계 자산의 공급

건축 현장에서 미리 만들어진 자재를 가져다 쓰면 공사 기간이 줄어들듯, 칩을 설계할 때도 이미 검증된 회로 블록을 가져다 쓰면 개발 기간과 위험을 크게 줄일 수 있다. IP 얼라이언스는 바로 이 ‘검증된 설계 자재’를 공급하는 역할을 맡는다.

USB 인터페이스, 메모리 컨트롤러, CPU 코어처럼 모바일·HPC(High Performance Computing, 고성능 컴퓨팅)·AI·자동차 등 다양한 분야의 칩에 반복적으로 쓰이는 고품질 설계 블록을 제공함으로써, 팹리스가 매번 처음부터 회로를 새로 설계하지 않아도 되도록 돕는다. IP 파트너 수는 삼성전자 파운드리사업부 출범 후 50개사 이상으로 확대됐고, 보유 IP는 약 5,300개에 달한다.

② EDA 얼라이언스(설계 도구) — 설계 툴의 공정 최적화

아무리 좋은 설계도가 있어도 그것을 그려내는 도구가 삼성의 생산 공정과 맞지 않으면 무용지물이다. EDA 얼라이언스는 칩 설계에 쓰이는 소프트웨어 도구가 삼성의 공정 요구 사항에 정확히 들어맞도록 ‘검증하고 보증하는’ 역할을 한다.

최고 수준의 EDA 기업들과 협력해 칩 설계 검증을 위한 인증된 툴과 방법론을 제공하며, 자체 인증 프로그램인 SAFE QEDA를 통해 도구가 삼성의 엄격한 공정 요구 사항을 충족하는지 점검한다. 이를 통해 고객이 새로운 기술을 채택할 때 발생할 수 있는 설계 오류 위험을 최소화하고, 안정적인 생산을 돕는다.

③ 클라우드 얼라이언스(설계 환경) — 온디맨드 설계 환경의 구현

값비싼 설계 인프라를 직접 구축하지 않아도, 인터넷만 연결되면 언제 어디서든 삼성의 설계 환경에 접속할 수 있게 해주는 것이 클라우드 얼라이언스의 역할이다.

클라우드 서비스 업체 및 EDA 기업과의 협력을 통해 삼성 파운드리의 설계 환경을 안전하게 이용할 수 있도록 지원한다. 팹리스 기업은 물리적 인프라 구축 부담 없이 클라우드를 통해 삼성의 설계 키트와 환경을 바로 사용할 수 있어, 개발 기간을 단축하고 협업 효율을 높일 수 있다.

④ 디자인 서비스 얼라이언스(DSA) (설계 지원) — 설계 경험이 많지 않은 기업을 위한 전담 파트너

아이디어는 있지만 직접 설계할 인력이나 경험이 부족한 팹리스 기업에게, 설계 전 과정을 함께 진행해줄 ‘동반자’를 연결해 주는 것이 이 얼라이언스의 역할이다.

삼성 파운드리는 디자인솔루션 파트너(DSP)와 가상설계 파트너(VDP) 분야 업체들과 협력해, 설계 최적화부터 검증, 테이프아웃(Tape-out, 설계 데이터를 최종 확정해 생산에 넘기는 단계)까지 처음부터 끝까지 이어지는 설계 서비스를 제공한다. 가온칩스, 에이디테크놀로지, 코아시아 등 국내 주요 디자인 하우스들이 삼성의 DSP로 활동하며 국내 팹리스의 설계를 지원하고 있다.

⑤ MDI 얼라이언스(첨단 패키징) — 여러 개의 칩을 하나처럼 연결하는 첨단 패키징

하나의 칩에 모든 기능을 욱여넣는 대신, 메모리·연산·통신 등 서로 다른 기능을 가진 여러 개의 작은 칩을 마치 레고 블록처럼 한 패키지 안에 모아 붙이는 방식이 최근 AI·HPC 반도체의 대세로 떠오르고 있다. 칩 하나로는 한계가 있는 성능과 전력 효율을 여러 칩의 조합으로 끌어올릴 수 있기 때문이다. MDI(Multi-Die Integration) 얼라이언스는 이렇게 여러 칩을 하나처럼 연결하고 묶어주는 ‘조립 설계자’ 역할을 맡는다.

이때 칩들을 평면으로 나란히 배치해 연결하는 방식을 2.5D 패키징, 칩을 층층이 쌓아 연결하는 방식을 3D 패키징이라 부른다. MDI 얼라이언스는 EDA·IP·DSP·OSAT 등 다양한 파트너와 협력해 이 2.5D·3D 패키징 기술을 최적화하고, 설계 단계부터 패키징까지 이어지는 통합 솔루션을 한 번에 제공한다.

⑥ OSAT 얼라이언스(조립∙테스트) — 조립과 테스트까지 원스톱으로

웨이퍼 위에서 칩 생산이 끝났다고 해서 제품이 완성되는 것은 아니다. 이를 낱개로 잘라 포장하고, 정상 작동하는지 검사하는 후공정이 남아 있다. OSAT(Outsourced Semiconductor Assembly and Test, 외주 반도체 조립 및 테스트) 얼라이언스는 이 마지막 관문인 조립과 테스트를 한 번에 책임지는 역할을 한다.

업계를 선도하는 OSAT 기업들과 협력해 조립과 테스트 과정을 통합 운영함으로써, HPC·모바일·자동차 등 다양한 응용처에 최적화된 고급 2.5D·3D 패키징 제품의 출시 기간을 단축하도록 지원한다.

파트너사 지원 프로그램: 생태계를 움직이는 삼성의 실질적 기여

에코시스템은 구조만으로 작동하지 않는다. 삼성 파운드리는 생태계 파트너와 국내 팹리스 기업이 실질적으로 성장할 수 있도록 다양한 지원 프로그램을 운영하고 있다. 아래 네 가지 프로그램은 순서대로 거쳐야 하는 단계가 아니라, 기업이 처한 상황과 필요에 따라 선택적으로, 또는 동시에 활용할 수 있는 독립적인 지원책이다.

MPW 셔틀 프로그램 — 시제품 개발 비용의 장벽을 낮추다

신생 팹리스에게 가장 큰 진입 장벽 중 하나는 시제품 제작 비용이다. MPW(Multi Project Wafer) 서비스는 하나의 웨이퍼에 여러 기업의 설계를 함께 배치해 마스크 비용을 나눠 부담하게 함으로써, 팹리스 고객이 새로운 아이디어를 보다 적은 비용으로 안전하게 검증할 수 있는 기회를 제공한다. 삼성 파운드리는 이 서비스를 꾸준히 확대하며 최첨단 공정을 중소 팹리스도 시도해볼 수 있는 환경을 마련해 왔다.

DSP 협력 — 설계 역량의 공백을 메우는 파트너십

아이디어는 있지만 고급 공정 설계 경험이 부족한 팹리스에게는 디자인 하우스, 즉 DSP와의 협력이 핵심 지원책이 된다. 삼성 파운드리는 EDA·IP·DSP 파트너와 협력해 공정 지원, 설계 키트, IP 제공, 설계 협력 등을 국내 팹리스에게 제공하고 있다. 수요기업이 원하는 제품을 팹리스가 만들고, 이를 삼성 파운드리가 생산해 시장에 공급하는 선순환 구조를 만드는 것이 목표다.

M.AX 얼라이언스 — 국내 AI 반도체 생태계를 위한 공동 협력체

M.AX 얼라이언스(Manufacturing AI Transformation)는 수요기업, 팹리스, 파운드리, 반도체 IP 기업, 반도체산업협회, KEIT(한국산업기술기획평가원) 등 업계 관계자가 한자리에 모여 국산 AI 반도체 확보 전략을 논의하는 협력체다. ‘반도체 제조지원 TF’ 업무협약 체결과 K-온디바이스 AI 반도체 기술개발 사업 등을 공동 추진하고 있다.

정부 과제 연계 — K-CHIPS와 모두의 챌린지 팹리스

삼성 파운드리는 정부 주도 반도체 지원 정책과도 적극 연계하고 있다. 중소벤처기업부가 주관하는 ‘모두의 챌린지 팹리스’ 프로그램에는 삼성전자가 파운드리 파트너로 참여해, 창업 10년 이내의 유망 팹리스 스타트업에게 MPW 이용 기회와 최대 2억 원의 비용 지원을 제공하고 있다. 국내 반도체 산업 경쟁력 강화를 위한 정부 지원 체계인 K-CHIPS(Korea Chips Act) 아래 진행되는 이러한 연계는, 국가 차원의 시스템반도체 육성 의지와 삼성의 생태계 전략이 맞닿는 지점이다.

삼성 파운드리가 그리는 선순환 구조

삼성전자는 “수요기업이 요구하는 제품을 팹리스가 개발하고, 이를 삼성이 양산해 최종 고객에게 공급하면, 수요기업뿐 아니라 삼성 파운드리와 파트너사 모두가 함께 성장하는 선순환 구조를 만들 수 있다”는 비전을 제시하고 있다.

SAFE는 그 비전을 구현하기 위한 인프라다. IP·EDA·클라우드·디자인 서비스·MDI·OSAT, 여섯 개 얼라이언스가 칩 설계의 첫 단계부터 마지막 패키징까지 각자의 역할로 연결되고, MPW 셔틀과 DSP 협력, M.AX 얼라이언스, 정부 과제 연계 등이 이 생태계에 실질적인 동력을 공급한다.

국내 시스템반도체 산업의 저변이 얼마나 두터워지느냐는, 이 연결망이 얼마나 촘촘해지느냐에 달려 있다. 삼성 파운드리의 SAFE는 그 중심에서 플레이어들을 이어주는 핵심 연결고리 역할을 계속해 나갈 것이다.

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* SAFE(Samsung Advanced Foundry Ecosystem) : 삼성전자 파운드리 생태계 프로그램

삼성전자는 반도체 기술과 인공지능이 융합되는 시대에 SAFE를 중심으로 고객·파트너사와의 협력을 강화하고, AI 반도체 생태계의 핵심 허브로 자리매김해 나가겠다는 비전을 제시했다.

* ‘세이프 포럼 2026’ 주제 : The Nexus for Silicon Intelligence

신종신 삼성전자 파운드리사업부 Design Platform 개발실장은 기조연설에서 “삼성전자는 AI 수요에 대한 대응 역량을 높이는 동시에 SAFE 포럼을 활용해 고객·파트너사와 적극 소통하겠다”며 “AI·HPC 글로벌 고객사와의 협력을 본격화하는 한편 국내 시스템반도체 고객사와의 협력도 강화하고 있으며, 파운드리 생산을 넘어 국내 시스템반도체산업 플랫폼 역할을 강화하겠다”고 말했다.

이번 세이프 포럼 2026 행사에는 고객·파트너사 관계자 400여 명이 참석했으며, 전자설계자동화(EDA), 설계자산(IP), 디자인솔루션(DSP), 가상설계(VDP), 첨단패키징(MDI) 분야 21개 파트너사가 부스를 마련해 삼성의 파운드리 고객들을 지원하는 다양한 솔루션을 선보였다.

* EDA(Electronic Design Automation) : 복잡한 반도체 집적회로를 설계, 분석 및 검증하는 반도체 설계 자동화 소프트웨어
* IP(Intellectual Property) : 특정 기능을 수행하도록 만들어진 회로 블록. 칩 설계 시 레고 블록처럼 조합하여 사용할 수 있어 반도체 설계 시간을 단축하고 완성도를 높이는 필수 요소
* DSP(Design Solution Partner) : 팹리스 기업의 설계도면을 파운드리가 생산할 수 있는 형태로 최적화 및 검증하는 회사
* VDP(Virtual Design Partner) : 칩 사양 등 반도체 설계 서비스를 제공하는 회사
* MDI(Multi-Die Integration) : 첨단 이종 집적 패키지 기술

또한, AI 팹리스 기업 리벨리온과 EDA 기업 Siemens EDA 등 주요 파트너사가 연사로 참여해 삼성전자 파운드리 공정을 활용한 AI 반도체 개발 사례와 2.5D/3D 칩 설계 지원 방안을 소개했다.

AI 팹리스 기업 리벨리온의 박성현 CEO는 “삼성전자 4나노 파운드리 공정과 첨단 패키징 등을 기반으로 ‘리벨100’ NPU를 개발했다”며 “향후 AI 반도체 영역에서 협력하며 소버린 AI를 구축할 것”이라고 밝혔다.

* NPU(Neural Processing Unit) : 인간의 뇌를 모방한 신경망처리장치
* 소버린 AI(Sovereign AI) : 특정 국가나 기업에 대한 기술적 종속을 회피하고 자국민의 데이터와 알고리즘, 규범 환경에 대한 통제권을 유지하려는 시도

Siemens EDA의 진 마리 브루넷(Jean-Marie Brunet) 수석 부사장은 “2.5 D/3 D 이종 칩 통합에서는 ▲수율 ▲설계검증 ▲신뢰성 ▲패키징 분야의 폭넓은 지원이 필수”라며, “ Siemens EDA는 고객들이 삼성의 선단 공정을 활용해 AI·HPC 반도체를 빠르게 구현할 수 있도록 지원할 것” 이라고 말했다.

☐ AI 맞춤형 공정 로드맵 공개… DTCO·SRAM·2나노 기술 소개

삼성전자는 반도체 생태계 협력과 함께 AI 반도체 수요 대응을 위한 공정·설계 혁신 전략도 소개했다.

삼성전자는 DTCO(Design Technology Co-Optimization)를 비롯해 차세대 2나노 공정 기술과 AI 반도체에 최적화된 공정 혁신 방향을 공개하며 고객의 제품 경쟁력 향상을 위한 기술 로드맵을 제시했다.

* DTCO(Design Technology Co-Optimization) : 반도체 설계와 공정 기술을 동시에 최적화해 전력·성능·면적, 수율, 제조비용 등 반도체 칩의 성능을 극대화 하는 기술

특히 AI 반도체 성능 향상의 핵심 요소로 주목받고 있는 SRAM 기술 경쟁력 강화 방안도 소개했다.

* SRAM(Static Random Access Memory) : 전원이 공급되는 동안만 데이터를 유지하는 휘발성 메모리의 한 종류. DRAM보다 데이터 처리 속도가 빠르지만 데이터를 저장하는 셀의 크기가 크고 회로 구조가 복잡하여 대용량으로 만들기 어려움

삼성전자는 설계와 공정을 동시에 최적화하는 DTCO 전략과 고성능 SRAM 기술을 통해 ▲전력 ▲성능 ▲면적 경쟁력을 지속 향상시키고 있으며, AI 반도체 고객들이 요구하는 차세대 제품 개발을 지원하고 있다고 설명했다.

☐ 산업통상부·업계 협력 확대로 국내 시스템반도체 생태계 기반 강화

삼성전자는 산업통상부·업계와 협력해 국내 시스템반도체 생태계 조성에도 힘을 쏟고 있다.

삼성전자는 산업통상부가 추진하는 제조 AI 전환(M.AX) 얼라이언스에 참여하고 있으며, 파운드리사업부는 자동차·가전·로봇·방산 분야에 필요한 저전력·고성능 온디바이스 AI 반도체 개발을 추진하고 있다.

삼성전자는 MPW(Multi Project Wafer) 프로그램을 통해 분과 참여 기업을 비롯한 국내 팹리스 기업들이 초기 개발 부담을 줄이고 시제품 제작과 제품 검증을 보다 효율적으로 수행할 수 있도록 지원하고 있다.

* MPW(Multi Project Wafer) : 한 장의 웨이퍼에 여러 종류의 반도체 제품을 함께 생산해 테스트하는 파운드리 형태

아울러 디자인 솔루션 협력 체계를 통해 국내 AI 반도체 생태계 기반을 넓혀가고 있다.

삼성전자는 산업통상부, 한국산업기술기획평가원, 한국반도체연구조합이 운영하는 K-CHIPS 사업에도 참여해 차세대 반도체 연구개발과 인재 양성에 기여하고 있다.

* K-CHIPS 사업 : 산업통상부와 기업이 함께 차세대 반도체 기술 연구개발과 석·박사 인력 양성에 투자하는 사업

최근 AI 반도체 시장이 확대됨에 따라 첨단 공정 기술뿐만 아니라 생태계 구축 역량이 핵심 경쟁력으로 부상하고 있다. 공정·설계·IP·패키징 등 다양한 분야의 협력이 제품 경쟁력을 좌우하는 요소로 자리잡고 있기 때문이다.

삼성전자는 국내 시스템반도체 생태계 발전과 파운드리 경쟁력 강화를 위해 SAFE와 MPW 프로그램을 중심으로 ▲고객 ▲파트너 ▲산업통상부와 지속 협력할 방침이다.

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삼성전자 반도체는 지난 6월 미국 실리콘밸리 미주총괄 사옥에서 열린 ‘삼성 파운드리 포럼(SFF) 2024’에서 AI 시대를 주도할 파운드리 기술 전략을 공개했다. 정교한 전류 조절과 전류 제어가 핵심인 GAA는 물론, BSPDN 기술을 적용한 2나노 공정 준비 계획까지! AI 시장의 핵심 키를 가지고 있는 삼성전자 반도체만의 맞춤형 솔루션이 궁금하다면 영상을 통해 확인해보자.

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