삼성전자가 4일 삼성동 코엑스에서 개최한 '삼성 파운드리·SAFE 포럼'에 고객과 파트너 1100여명이 참석한 가운데 김녹원 딥엑스 대표(왼쪽부터), 고대협 LX세미콘 연구소장, 최시영 삼성전자 파운드리사업부 사장, 박성현 리벨리온 대표가 기념촬영을 하고 있다. /삼성전자

[더팩트｜최문정 기자] 삼성전자가 인공지능(AI) 반도체 생태계 강화를 위한 파운드리(반도체 위탁생산) 전략을 공개했다.

삼성전자는 4일 서울 삼성동 코엑스에서 '삼성 파운드리 포럼 2023'과 'SAFE 포럼 2023'을 개최했다고 밝혔다. 올해 삼성 파운드리 포럼 주제는 '경계를 넘어서는 혁신'이고, SAFE 포럼 주제는 '혁신의 속도를 가속화한다'이다.

삼성전자는 SAFE 포럼에서 100여 개의 파트너와 함께 '고객의 성공'이라는 공동 목표를 제시하며, '반도체(공정) 설계 지원 키트(PDK) 프라임' 솔루션 등 8인치부터 최첨단 2나노미터(㎚, 10억 분의 1미터) 게이트 올 어라운드(GAA) 공정까지 팹리스(반도체 설계기업) 고객의 최첨단 제품 설계 인프라를 발전시키기 위한 다양한 방법을 공유했다.

삼성전자는 올해 하반기부터 PDK 프라임 솔루션을 2나노, 3나노 공정 팹리스 고객에게 제공한다. 또한 향후 8인치와 12인치 등 레거시 공정으로 이를 확대할 예정이다. PDK 프라임 공정은 제품 설계 시간을 단축할 수 있는 3개 항목과 설계 정확도를 높일 수 있는 2개 항목, 그리고 PDK 사용 편의성을 강화한 2개 항목이 적용된 것이 특징이다.

특히 PDK 프라임 항목 중 정적 장치 전압 검사기(SDVC)는 트랜지스터, 저항, 캐패시터 등 반도체 내부 소자의 전압이 규격안에서 설계 됐는지를 10분 이내 확인할 수 있는 기능으로 기존 대비 90% 이상의 정격 전압 오류 검사 시간을 단축할 수 있다.

이번 포럼에는 국내 주요 팹리스 기업인 LX세미콘, 리벨리온, 딥엑스(DeepX) 등이 세션 발표자로 참가해 삼성전자 파운드리 공정을 통한 AI·저전력 반도체를 개발한 성과를 소개했다.

국내 최대 팹리스 기업인 LX세미콘의 고대협 연구소장은 "대형화, 고해상도·고화질·고주사율을 요구하는 동시에 전력 소모량이 적은 제품을 찾는 최근 디스플레이 시장의 니즈를 충족하기 위해 삼성전자 파운드리와 8인치 협력을 강화하고 향후 12인치까지 협력을 확대할 계획"이라고 밝혔다.

AI 팹리스 기업인 리벨리온의 박성현 최고경영자(CEO)는 "삼성전자 파운드리 5나노 공정에서 제작된 AI 반도체 '아톰'이 업계 최고 수준의 그래픽처리장치(GPU) 성능과 동급 신경망처리장치(NPU) 대비 최대 3.4배 이상의 에너지 효율을 보인다"고 강조했다.

또 다른 AI 팹리스 기업인 딥엑스의 김녹원 CEO는 "다양한 엣지와 서버 AI 응용 분야에 적합한 고성능 저전력 AI 반도체 4종을 삼성전자 파운드리 5나노, 14나노, 28나노 공정을 통해 개발했다"고 말했다.

삼성전자는 최첨단 멀티 프로젝트 웨이퍼(MPW) 서비스 현황과 계획, 국내외 시스템 반도체 연구개발 생태계 강화 방안을 공개했다. MPW는 다품종 소량 생산을 위한 파운드리 형태로, 한 장의 웨이퍼에 다른 반도체 제품을 함께 생산하는 방식이다.

삼성전자는 AI, 고성능 컴퓨팅, 모바일 제품 설계에 활용할 수 있는 첨단 4나노 공정의 MPW 서비스를 지난 4월 처음 시작했다. 또한 오는 8월과 12월에 걸쳐 올해 세 차례 지원한다.

2024년에는 4나노를 비롯한 MPW 서비스를 올해보다 10% 이상 제공하는 등 국내외 팹리스 고객의 시제품 제작 기회를 지속 확대할 계획이다.

삼성전자가 4일 삼성동 코엑스에서 개최한 '삼성 파운드리·SAFE 포럼'에서 고객과 파트너가 대화를 나누고 있다. /삼성전자

삼성전자는 국내외 대학과의 연구개발 협력도 확대하며, 시스템 반도체 설계 역량 강화에 나선다.

삼성전자는 2021년부터 한국과학기술원(KAIST) 반도체설계교육센터(IDEC)에 28나노 로직 공정 MPW 서비스를 무상으로 제공하고 있다. 올해 하반기부터 협력 범위를 완전공핍형 실리콘 온 인슐레이터(FD-SOI) 공정으로 확대하는 등 2021년부터 2026년까지 28나노 MPW 서비스를 총 15회 무상 제공해 600개 반도체 제작을 지원한다.

삼성전자는 국내 대학과의 추가 협력을 통해 미래 반도체 기술과 인재 양성, 혁신 생태계 구축을 적극 추진한다. 또한, 국내 대학에 제공 중인 14나노 MPW 공정을 해외 대학에도 제공할 계획이다.

삼성전자는 2025년 모바일을 중심으로 2나노 공정 양산을 시작해 2027년까지 고성능 컴퓨팅(HPC), 인공지능(AI)으로 응용처를 단계별로 확대하고, 2027년에는 1.4나노 공정을 계획대로 양산한다.

또한, 최첨단 패키지 협의체 MDI 얼라이언스를 출범해 '비욘드 무어(Beyond Moore)' 시대를 주도하겠다는 포부를 공유했다.

삼성전자는 2023년 하반기 평택 3라인에서 파운드리 제품을 양산하고 2024년 하반기 테일러 1라인 가동, 2025년 8인치 질화갈륨(GaN) 전력반도체 파운드리 서비스 시작 등 고객 수요에 탄력적으로 대응하기 위한 전략도 밝혔다.

최시영 삼성전자 파운드리사업부 사장은 이날 기조연설을 통해 "AI 적용 분야가 빠르게 확산하고 있고, 특히 다양한 개별 서비스에 특화된 엣지의 폭발적인 성장이 예상된다"며 "삼성전자는 고성능 AI 반도체에 특화된 최첨단 공정과 차별화된 스페셜티 공정, 그리고 글로벌 설계자산(IP) 파트너사와 긴밀하고 선제적인 협력을 통해 AI 시대 패러다임을 주도해 나가겠다"고 말했다.

한편, 삼성전자는 앞서 미국에서 삼성 파운드리 포럼을 개최했다. 삼성전자는 올해 하반기에 유럽과 아시아 지역에서도 삼성 파운드리 포럼을 순차적으로 개최할 계획이다.

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