삼성전자(005930)가 7나노 극자외선(EUV) 공정을 적용한 제품을 오는 6월 세계 최초로 양산한다. 삼성이 파운드리 사업에 드라이브를 걸면서 기존에 파운드리 시장을 장악했던 TSMC의 ‘50% 점유율’ 벽이 무너진 데 이어 선단 공정의 리더십까지 삼성이 차지하는 모양새다. 삼성전자와 TSMC 모두 7나노 EUV 적용 제품을 내놓는 올 상반기 이후로는 5나노 이하 미세공정이 새로운 격전지가 될 가능성이 높다.
◇‘세계 최초 EUV 양산품’ 엑시노스vs기린=10일 반도체 업계에 따르면 삼성전자가 7나노 EUV 공정으로 생산한 애플리케이션 프로세서(AP) 신제품 ‘엑시노스 9825’ 초도 물량이 6월께 출하된다. 이 AP는 하반기에 출시 예정인 ‘갤럭시 노트10’ 플래그십 모델에 탑재될 것으로 보인다. 통상 갤럭시 노트 신제품에는 연초에 출시되는 ‘갤럭시 S’ 시리즈와 같은 AP가 들어간다는 점에서 이번 출시는 이례적이다. ‘최초의 EUV 양산 제품’ 타이틀 경쟁 과정에서 만들어진 제품인 셈이다.
EUV 장비는 기존 불화아르곤(ArF)보다 짧은 파장으로 세밀한 반도체 회로 패턴을 더 정확하게 그릴 수 있다. 7나노 EUV 공정은 기존 10나노 공정 대비 면적을 약 40% 줄이고 전력효율은 약 50% 개선할 수 있다는 것이 삼성전자 측의 설명이다. 7나노 공정 진입은 TSMC가 삼성전자를 앞섰지만 삼성은 EUV 장비를 먼저 도입해 승부수를 띄운 바 있다.
삼성의 타이틀 경쟁 대상은 TSMC에서 7나노 EUV 공정으로 생산되는 화웨이 AP ‘기린 985’다. 삼성과 마찬가지로 화웨이도 하반기 신제품을 위해 새로운 AP를 내놓는 경우는 드물다. 외신 보도를 종합하면 기린 985 또한 화웨이 ‘메이트30’ 탑재를 위해 상반기 중에 출시될 가능성이 높다. 김기남 삼성전자 대표이사 부회장은 지난달 주주총회에서 “7나노 EUV 적용 제품의 최초 양산으로 선단 공정에 대한 리더십을 강화할 것”이라고 자신했지만 불과 며칠 차이로 ‘최초’ 타이틀을 TSMC에 뺏길 가능성도 있다.
다만 TSMC가 삼성전자보다 앞서 제품을 양산한다고 해도 ‘세계 최초 EUV’ 타이틀을 가져가기에는 부족하다는 지적도 있다. 반도체 업계의 한 관계자는 “TSMC는 전체 공정에 EUV 장비를 적용한 것이 아니라 몇몇 공정에만 적용하는 형태”라며 “단순히 삼성보다 먼저 제품을 내놓았다고 해도 이를 진정한 ‘세계 최초 EUV’ 양산 제품이라고 부를 수 있을지는 의문”이라고 말했다.
◇파운드리 격전지, 5나노 이하 미세공정으로=선단 공정의 격전지는 벌써 7나노에서 5나노 이하로 옮겨가는 추세다. 대만 디지타임스에 따르면 TSMC는 최근 5나노 공정에 활용할 반도체 설계 인프라 구축을 완료했다. 몇 년간 애플 AP를 독점 생산해온 TSMC에서 차차기 AP인 ‘A14’에 5나노 공정을 활용할 것이라는 관측도 나오고 있다.
엔비디아의 행보가 추후 파운드리 업계의 희비를 가를 것으로 보인다. 현재 알려진 7나노 EUV 고객사는 애플을 비롯해 삼성전자 모바일사업부, 퀄컴, 화웨이, AMD 정도뿐이고 고가의 최첨단 공정을 활용할 만한 팹리스 고객사는 많지 않다. 이런 가운데 젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)는 “올해 안에 7나노 그래픽처리장치(GPU)를 출시할 계획이 없다”고 밝혔다.
내년까지 수율이 안정되면 엔비디아는 5나노 이하 미세공정을 선택할 가능성이 높아 보인다. 앞서 정은승 삼성전자 파운드리사업부 사장은 국제반도체소자학회에서 “3나노 공정 성능 검증을 마치고 기술 완성도를 높여가는 중”이라고 말했다. 엔비디아가 삼성 파운드리를 선택할 경우 TSMC와의 격차는 크게 좁혀질 수 있다.
/박효정기자 jpark@sedaily.com
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