,삼성전자는 최근 D램과 낸드플래시 등 메모리 반도체뿐만 아니라 전장용 반도체와 파운드리 등 시스템 반도체 분야에서도 성과를 발굴하고 있다. /삼성전자

[더팩트｜최문정 기자] 삼성전자가 종합 반도체 기업으로의 체질 전환에 속도를 더한다. 이를 통해 오는 2030년까지 메모리에 이어 시스템 반도체 분야에서도 1위로 올라선다는 목표다.

전자업계에 따르면, 삼성전자는 최근 D램과 낸드플래시 등 메모리 반도체뿐만 아니라 전장용 반도체와 파운드리 등에서도 성과를 발굴하고 있다.

이재용 삼성전자 회장(당시 부회장)은 지난 2019년 '시스템반도체 비전 2030'을 공개했다. 이 회장은 오는 2030년까지 133조 원을 투자해 반도체 설계(팹리스), 파운드리 등을 종합한 시스템 반도체 분야에서 1위에 오른다는 목표를 제시했다.

삼성전자는 지난 7일 현대자동차의 차량에 프리미엄 인포테인먼트(IVI)용 프로세서인 '엑시노스 오토 V920'을 공급한다고 밝혔다. 양사가 인포테인먼트 칩셋 관련 협업을 발표한 것은 이번이 처음이다. 이 칩셋은 실시간 운행정보와 고화질 멀티미디어 콘텐츠 재생, 고사양 게임 구동 등의 엔터테인먼트 요소를 지원한다.

삼성전자가 자사의 차량용 칩셋 '엑시노스 오토 V920'을 현대자동차에 공급한다. /삼성전자

삼성전자는 엑시노스 오트 V920을 글로벌 팹리스(반도체 설계기업) Arm의 전장용 중앙처리장치(CPU) 10개가 탑재된 데카코어로 구성했다. CPU 성능은 이전 세대 대비 1.7배, 그래픽 처리장치(GPU) 성능은 이전 세대 대비 최대 2배 개선됐다. 또한 고성능·저전력의 LPDDR5를 지원해 최대 6개의 고화소 디스플레이와 12개의 카메라 센서를 빠르고 효율적으로 제어할 수 있다는 설명이다.

최신 연산코어를 적용해 신경망처리장치(NPU) 성능 또한 약 2.7배 강화했다.이 밖에도 엑시노스 오토 V920은 차량용 시스템의 안전기준인 '에이실-B'을 충족한다.

삼성전자는 엑시노스 오토 V 시리즈 외에도 △첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)용 'A시리즈' △통신 시스템용 'T시리즈' △전력을 안정적으로 공급·조정하는 전력관리칩(PMIC) 등의 차량용 칩셋 라인업을 갖추고 있다.

삼성전자는 독일 아우디에 △차량용 프로세서 '엑시노스 오토 8890(2017) △인포테인먼트 시스템 '엑시노스 오토 V9' (2019) △차량용 이미지센서 '아이소셀 오토 4AC'(2021)를 각각 공급해왔다. 아울러 독일 폭스바겐에도 2021년 '엑시노스 오토 V7'을 공급한 것으로 알려졌다.

자동차의 가전화에 속도가 붙는 만큼, 향후 차량용 반도체 시장 전망 역시 밝다. 시장조사기관 IHS에 따르면 지난해 전 세계 차량용 반도체 시장의 규모는 680억 달러를 넘겼다. 오는 2029년에는 1430억 달러로 급성장할 것으로 추산된다. 2029년까지 연평균 성장률은 11%를 기록할 전망이다.

이재용(오른쪽 두 번째) 회장이 지난 2021년 1월 경기도 평택사업장을 방문해 EUV 전용라인을 점검하고 있다. /삼성전자

아울러 삼성전자는 지난 2021년부터 약 170억 달러를 투자해 미국 테일러시에 신규 파운드리 팹을 짓고 있다. 이 공장에는 5G·고성능컴퓨팅(HPC)·인공지능(AI) 등 다양한 첨단 시스템 반도체 양산 시설이 들어설 예정이다. 삼성전자는 오는 2024년 공장 가동을 목표로 하고 있다.

삼성전자는 현재 글로벌 파운드리 업계 1위인 대만의 TSMC의 뒤를 바짝 추격하고 있다. 특히 최근 미국 오픈AI의 '챗GPT'를 시작으로 생성형 AI 관련 칩셋 생산이 늘어난 만큼, 삼성전자 파운드리가 반사 이익을 볼 수 있다는 전망이 제시되고 있다.

김영건 미래에셋증권 반도체 연구원은 "AI 모멘텀이 기대감을 넘어 파운드리 실수요의 비약적인 상승으로 이어지며 파운드리와 메모리 수요의 구조적 성장 가능성이 제시된다"며 "5나노 공정의 경우 AMD나 퀄컴의 메인 생산 공정으로 풀케파(총력 생산)를 지속할 시 단가 인상뿐만 아니라 고객사의 파운드리 이원화 니즈 또한 높아질 수 있어 삼성전자가 반사 수혜를 볼 가능성이 크다"고 분석했다.

대만의 시장조사업체 트렌드포스에 따르면, TSMC는 지난해 4분기 글로벌 파운드리 시장 점유율 58.5%를 기록해 삼성전자(15.8%)를 크게 앞섰다. 현재 삼성전자와 TSMC는 3나노 이하 미세공정에서 기술력 경쟁을 펼치고 있다. 글로벌 파운드리 기업 중 3나노 이하 초미세공정으로 칩셋을 생산할 수 있는 기업은 삼성전자와 TSMC가 유이하다.

특히 3나노 공정의 경우, 삼성전자가 TSMC보다 약 6개월 빠른 지난 6월 양산을 시작했다. 삼성전자가 TSMC를 첨단 공정 양산에서 앞선 것은 이번이 처음이다. 현재 양사는 2나노 공정 개발에 속도를 내고 있는 것으로 알려졌다.

경계현 삼성전자 DS부문장 대표이사 사장은 지난 달 4일 한국과학기술원(KAIST) 강연에서 "파운드리는 TSMC가 우리보다 훨씬 잘한다. 냉정히 얘기하면 4나노 기술력은 우리가 2년 정도, 3나노는 길이 다르지만 1년 정도 뒤처진 것 같다"며 "2나노로 가면 TSMC도 '게이트 올 어라운드(GAA)'로 갈 텐데 그때가 되면 (TSMC와) 같게 갈 것"이라고 밝혔다. 삼성전자는 향후 5년 안에 TSMC를 따라잡는다는 목표다.

삼성전자는 다양한 반도체 설계 자산을 확보하고, 고객 유치에 속도를 낸다는 구상이다.

경 사장은 지난 9일 서울 연세대에서 열린 강연에서 "좋은 호텔을 만들려면 일단 고객이 와서 편하게 지낼 서비스를 다양하게 제공해야 좋은 방을 만들고 객실 정비율을 높이는 등 서비스 구축이 필요한 것처럼 파운드리 사업도 마찬가지"라며 "삼성전자는 IP·디자인하우스 등 고객들이 만족할 만한 서비스와 기술 수준을 맞추기 위해 투자와 개발을 많이 하고 있다"고 강조했다.

munn09@tf.co.kr