이미지 크게보기 삼성전자가 시스템반도체 시장에서 초미세 공정 ‘초격차’로 1위 기업인 대만 TSMC를 맹추격하고 있다. 삼성전자 반도체 생산라인 클린룸에서 연구원들이 공정을 살피는 장면. 삼성전자 제공

(2) 삼성, 반도체 사업 다각화

파운드리 포함 시스템분야
미래 먹거리로 집중 육성
1위社 TSMC 빠르게 추격

올 5나노 기술 개발 완료
7나노 제품 공급 본격확대

화성 EUV공장 준공 눈앞
“초격차 전략으로 1위 도약”

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“메모리(반도체)에 이어서, 파운드리(반도체 위탁 생산)를 포함한 시스템반도체 분야에서도 확실히 1등을 하도록 하겠습니다. 굳은 의지와 열정, 그리고 끈기를 갖고 꼭 해내겠습니다.”(이재용 삼성전자 부회장, 지난 4월 30일 ‘시스템 반도체 비전 선포식’에서)

삼성전자가 시스템반도체를 차세대 주력사업으로 정해 신성장 동력 확보에 강한 드라이브를 걸고 있다. 메모리반도체에 이어 시스템반도체에서도 ‘초격차’를 통해 글로벌 1위로 도약한다는 포부다.

◇메모리 1위 넘어 시스템반도체도 글로벌 수준으로 = 18일 관련업계에 따르면, 삼성전자는 최근 신성장 동력으로 차세대 기술인 극자외선(EUV) 미세공정에서 세계 최초로 7나노 EUV 제품을 내놓은 데 이어 5나노, 3나노로 이어지는 초미세공정 기술 경쟁력 확보에 나서고 있다. 메모리반도체 1위에 머물지 않고 새로운 미래 먹거리로 시스템반도체를 낙점, 이 역시 세계 1위 수준으로 끌어올리기 위해 연구·개발(R&D)에 박차를 가하고 있다.

삼성전자는 지난 4월 세계 최초로 7나노 EUV 제품을 출하해 당시 시험 생산 중이었던 글로벌 파운드리 1위 대만 기업인 TSMC를 빠르게 추격하기 시작했다. 당시 업계에서는 “삼성전자의 초격차 기술력이 메모리를 넘어 시스템반도체를 생산하는 파운드리에서도 발휘됐다”는 평가가 나왔다.

삼성전자는 시스템반도체가 미래를 이끌어갈 신산업이 될 것으로 판단, 일찌감치 반도체 사업 다각화에 나섰다. 메모리반도체에 편중된 산업 포트폴리오에서 벗어나 미래 먹거리로 시스템반도체 산업을 육성하겠다는 계획에 착수했다. 삼성전자는 2017년 5월 파운드리팀을 사업부로 승격해 반도체 위탁생산에 본격적으로 도전했다. 그 첫 시험 무대로 2017년 초부터 삼성전자와 TSMC 모두 EUV를 활용한 7나노 공정 개발 계획을 밝히며 미세공정 개발 경쟁이 본격화됐다. 삼성전자는 2018년 2월 퀄컴과 7나노 파운드리 협력 확대를 공식 발표, 그해 10월 ‘삼성테크데이 2018’에서 EUV 기술을 적용한 파운드리 7나노 공정(7LPP) 개발을 완료하고 생산에 착수했다고 밝히면서 업계를 놀라게 했다.

이로써 삼성전자는 7나노 이하 미세공정 개발 경쟁에서 TSMC와 양자구도를 만드는 데 성공했다. 업계에서는 EUV를 적용한 7나노 제품의 실제 출시 시기와 방식 등에 큰 관심을 보였다. 또 삼성전자의 비약적인 성장에 주목했다. 그 과정에서 삼성전자는 파운드리 포럼, 멀티프로젝트웨이퍼(MPW) 지원 확대, 파운드리 에코시스템 프로그램인 ‘세이프’(SAFE·Samsung Advanced Foundry Ecosystem) 강화 등을 통해 꾸준히 고객사를 늘렸다. 기존 목표대로 약 100억 달러의 매출을 올리며 2018년 업계 2위를 달성하는 결실을 보았다.

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◇3나노까지 이어지는 초미세공정 주도권 쥔다 = 삼성전자가 초미세 공정의 주도권을 쥐게 되면서, 상대적으로 취약한 국내 시스템반도체 산업의 성장 가능성을 확인, 국내 시스템반도체 생태계까지 강화하는 결과를 끌어냈다.

삼성전자는 시스템 LSI 사업부가 설계해 파운드리 사업부가 위탁하는 생산 구조를 갖는데, 국내 팹리스 업체들 역시 삼성전자 파운드리를 이용해 초미세공정 제품을 생산할 수 있게 됐다. 특히, 5세대(G), 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 자율주행으로 대표되는 4차 산업혁명 시대를 맞아 파운드리 기술력의 발전은 시스템반도체 산업을 육성해 나갈 수 있는 토대로 활용된다는 점에서 의미가 크다.

삼성전자는 올해 4월 ‘최첨단 5나노 파운드리 공정 개발’을 선언하면서 4월 안으로 7나노 제품을 출하하겠다고 밝힌 뒤 30일 7나노 제품 출하를 시작했다. 업계 최초 EUV를 활용한 7나노 제품 출하로 EUV를 활용한 공정이 안정단계에 접어들었다는 것을 증명한 것이다. 이로써 삼성전자는 7나노 이후 3나노 등 차세대 초미세공정에서도 우위의 경쟁력을 확보하게 됐다.

삼성전자는 최근 3분기 실적발표 후 콘퍼런스콜에서 “7나노 EUV는 1분기에 양산을 시작한 이후 안정적 수율을 기록하고 있어 예정대로 4분기에 고객을 신규추가해서 공급을 확대할 예정”이라며 “7나노 EUV로 생산되는 5G 관련 칩의 수요가 큰 폭으로 올라 당사 매출증가에 크게 기여할 것으로 기대된다”고 말했다.

삼성전자는 연내 6나노 제품 생산 계획을 밝혔으며, 기술 개발을 완료한 5나노부터 로드맵을 밝힌 3나노까지 초미세공정에서의 기술 경쟁력을 꾸준히 유지할 계획이다. EUV 공정의 핵심 시설이 될 경기 화성 EUV 라인도 내년 상반기 본격적인 양산에 들어간다.

삼성전자 관계자는 “초미세 공정에 있어 7나노 EUV의 성공은 그 뒤로 이어지는 5나노, 3나노 미세공정의 기술 경쟁력 및 주도권 확보 측면에서도 유리한 고지를 점했다는 의미가 있다”고 말했다.

이은지 기자 eun@munhwa.com

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