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EUV 5나노 시대 연 삼성전자, 초미세공정 라인 제품 양산 본격화7나노 공정대비 로직면적 25% 축소, 6나노 제품군 연내 양산도
EUV 전용 라인이 들어설 예정인 삼성전자 화성캠퍼스. 2020년 완공 예정이다. [출처=삼성전자]

- MPW·SAFE 확대 추진, 국내 파운드리 에코 시스템 확대도 

삼성전자가 극자외선(Extreme Ultraviolet, EUV) 노광기술이 적용된 초미세 5나노(nm) 공정 개발에 성공했다. 이달 7나노 제품출하와 올해 안으로 6나노 제품 설계를 완료하고 파운드리 기술 리더십 강화에 나선다는 전략이다.

반도체 미세공정은 웨이퍼에 회로가 새겨진 마스크를 두고 광원을 마스크에 투과시키는 방식으로 이뤄지는 노광공정을 거친다.

그간 공정이 미세화되면서 노광공정을 여러차례 반복하면서(멀티 패터닝) 회로 패턴을 구현해왔으나 공정이 10나노 이하로 접어들면서 불화아르곤(ArF)을 사용하는 기존의 노광공정은 기술적 한계가 있음이 지적돼왔다.

EUV 기술은 기존의 ArF 대비 파장이 짧은 광원으로 세밀한 회로 구현이 가능하며 멀티 패터닝을 줄이면서 성능, 수율성 부문에서 높다. EUV 기반 5나노 공정은 셀 설계 최적화로 기존 7나노 대비 로직 면적을 25% 줄일 수 있다.

전력 효율성은 20% 높아진다. 7나노 공정에 적용된 설계자산(IP)을 그대로 활용하면서 설계비용을 줄일 수 있는 점이 특징이다.

미세공정 기술은 반도체 성능 향상에 있어 핵심기술로 꼽힌다. 대만 파운드리 기업인 TSMC도 5나노 공정기술 개발에 250억달러를 투자하는 등 관련 기술확보에 나서고 있다.

지난해 파운드리 시장 점유율 2위인 글로벌파운드리(GF)가 7나노 이하 공정에 대한 투자를 중단을 발표한 이래 삼성전자는 7나노 공정에 EUV 기술 확보를 위한 투자를 진행해왔다. 화성캠퍼스 S3 라인의 EUV 전용 라인 구축이 완료되는 시점인 2020년부터는 관련 제품을 확대 생산하면서 시장 수요에 대응할 계획이다.

7나노와 6나노 제품군 확대도 추진한다. 올해 EUV 공정을 적용한 7나노 제품 양산을 시작한 삼성전자는 이달 중에 본격 출하할 계획이다. 6나노 제품에 대해서는 대형 고객사와 생산 협의를 진행 중이며 제품 설계가 완료돼(Tape-Out) 하반기 양산할 예정이다.

파운드리 에코 시스템 확대, 관련 생태계 확장도
업계에서는 삼성전자가 초미세공정 핵심 기술을 확보하면서 국내 시스템반도체 생태계도 강화될 것으로 기대하고 있다. 파운드리 시장은 반도체 장비·소재·디자인·패키징·테스트에 관련된 기업들이 함께 성장해야 하므로 전후방 연관 효과가 크다.

삼성전자는 1장의 웨이퍼에 여러 종류의 반도체 제품을 생산하는 멀티프로젝트웨이퍼(Multi Project Wafer) 서비스를 5나노 공정까지 확대 추진한다는 전략이다.

아울러 파운드리 에코 시스템(Samsung Advanced Foundry Ecosystem, SAFE)도 확대 추진하면서 국내 파운드리 생태계 확장도 강화될 전망이다. 사측은 설계자산(IP) 외에도 공정설계키트(Process Design Kit, PDK), 설계 방법론(Design Methodologies, DM), 자동화설계 툴(Electronic Design Automation, EDA)을 포함, 5나노 기반 제품 설계를 지원하는 디자인 인프라를 제공할 예정이다.

삼성전자 파운드리사업부 전략마케팅팀 배영창 부사장은 “EUV 공정은 성능과 IP 등에서 다양한 강점을 가지고 있어 5G, 인공지능(AI), 전장시스템과 같은 신규 응용처를 중심으로 높은 수요가 예상된다”며 “향후에도 첨단 공정 기술을 제공하면서 시스템반도체 산업 성장을 견인할 수 있도록 다각적인 지원에 나설 것”이라고 밝혔다.

최태우 기자  desk@theinterface.kr

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