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삼성전자가 올해 말 10나노(1나노미터는 10억분의 1ｍ) 2세대 로직 공정 양산을 시작한다. 내년에는 10나노 3세대 공정 양산을 계획하고 있다. 앞서 삼성전자는 지난해 10월 업계 최초로 10나노 1세대(LPE, Low Power Early) 로직 공정 양산을 시작했다.

삼성전자는 16일 삼성전자 글로벌 홈페이지 뉴스룸을 통해 로드맵을 제시했다. 삼성전자는 올해 말 2세대인 10나노 LPP(Low Power Plus), 내년에는 10나노 LPU(Low Power Ultimate) 공정 양산에 들어간다. 

지난해 10월 양산을 시작한 10나노 1세대(LPE) 공정은 기존 14나노 1세대 대비 성능은 27% 개선하고, 소비전력은 40%를 절감했으며 웨이퍼당 칩 생산량은 약 30% 향상됐다. 2세대인 LPP와 3세대인 LPP는 10나노 공정의 수명을 늘리기 위한 파생공정으로 저전력·고성능을 극대화했다. 

삼성전자의 전략에서 주목할 대목은 차세대 공정인 LPU다. 삼성전자는 10나노에서 LPU(Low Power Ultimate)를 추가했다. LPU는 모바일, 사물인터넷, 데이터센터, 자율주행 등에서 요구되는 고성능·저전력 특성을 극대화했다. 1세대 LPE(Low Power Early)와 2세대 LPP(Low Power Plus)와 비교하면 동일 성능을 유지하면서도 면적을 줄인 것이 특징이다.  

삼성전자는 지난해 10월 반도체 업계에서 최초로 1세대(LPE) 10나노 핀펫 공정을 적용한 반도체의 양산을 시작했다. 10나노 공정 양산을 위해서는 14나노 공정보다 훨씬 정교하고 미세한 회로를 그려넣는 패터닝 작업이 필요한데, 삼성전자는 기존 장비를 활용해 패터닝 과정을 세번 반복하는 트리플패터닝 기술을 적용 미세공정의 한계를 극복하고 설계 유연성을 확보했다.

반도체회로를 구성하는 트랜지스터 소자의 선폭(gate length, 게이트폭)을 줄이는 '미세화'는 반도체업계의 기술리더십을 의미한다. 트랜지스터에서 게이트는 말 그대로 전류의 흐름을 조절하는 문 역할을 하는데, 문의 폭을 줄일수록 전자의 이동량이 많아져 회로의 동작속도가 빨라진다.

퀄컴의 최신 모바일 AP인 '스냅드래곤 835'나 삼성전자의 '엑시노스9'가 삼성의 10나노 핀펫 공정이 적용된 제품이다. 삼성의 전략 스마트폰 '갤럭시S8'에 스냅드래곤 835와 엑시노스9가 탑재된다.

삼성전자 시스템 LSI사업부 파운드리 사업팀장 윤종식 부사장은 "삼성의 10나노 LPE(1세대) 반도체는 파운드리(위탁생산) 업계의 판을 바꾸는 제품(game changer)이 될 것"이라며 "삼성전자는 앞으로도 반도체 업계에 가장 경쟁력 있는 공정 기술을 제공할 것"이라고 강조했다.

삼성전자는 당초 14나노 2세대 LPP(Low Power Plus) 공정을 이용한 AP를 갤럭시노트7에 탑재해 14나노 공정 수명을 늘리고 수익성을 확보한다는 계획이었지만, 예기치못한 '갤럭시노트7'의 단종으로 쓴 맛을 봤다.

이에 삼성전자는 10나노로 이행하면서 파생공정을 추가, 7나노 등 차세대 공정으로 가는 시기를 최대한 늦추는 전략을 펼치고 있다. 7나노, 5나노 등 다음단계로 갈수록 투자비용은 기하급수적으로 늘어나는 대신 공정 개발 성공여부가 불투명하기 때문이다. 

한편 삼성전자는 차세대 기술이 될 8나노와 6나노 공정 기술을 앞으로 도입하겠다는 기술 로드맵도 공개했다. 삼성전자는 5월 24일 미국에서 고객과 협력사를 초청해 열리는 '삼성 파운드리 포럼' 때 8나노와 6나노를 포함한 파운드리 기술 로드맵과 기술적 세부사항들을 공개할 계획이다. 

/장은지 기자(seeit@news1.kr)