삼성전자, 파운드리 날아야 '갤럭시칩'도 산다…수율 확보가 관건

드림 플랫폼 원팀 TF …갤럭시 생태계 맞춤 칩 준비

첨단 AP 경쟁력, 설계는 물론 미세공정 역량도 중요

파운드리 수율에 곤혹 치른 삼성…“안정적 공급 자신”

삼성전자 파운드리 생산라인 전경.ⓒ삼성전자

삼성전자가 고심 중인 일명 ‘갤럭시칩’을 통해 파운드리(반도체위탁생산) 사업부의 경쟁력을 증명해 낼 수 있을지 관심이 모아진다. 갤럭시칩이 삼성전자 파운드리사업부의 미세공정에서 생산될 것으로 예상되는 만큼 성공을 위해선 설계와 생산을 포함한 시스템반도체 역량을 집중해야 되기 때문이다.

1일 업계에 따르면 삼성전자의 갤럭시칩이 성공하기 위해선 파운드리사업부의 수율 안정화가 무엇보다 중요할 것으로 보인다. 시스템반도체 경쟁력에서 파운드리가 차지하는 비중이 점차 확대되고 있는 만큼 설계 역량과 함께 미세공정 완성도를 끌어올려야 된다는 분석이다.

삼성전자는 '드림 플랫폼 원팀(Dream Platform One team) 태스크포스(TF)'를 조만간 출범할 것으로 알려졌다. 삼성 역시 애플처럼 전용 애플리케이션(AP)을 개발해 완전한 갤럭시 생태계를 구축하겠다는 계획이다.

앞서 노태문 삼성전자 모바일경험(MX)사업부장(사장)도 지난 3월 직원들과 타운홀 미팅에서 “커스터마이징된 (갤럭시) AP 개발을 고민해보겠다”고 밝힌 바 있다.

통상 시스템 반도체는 설계 역량이 경쟁력을 좌우하는 경향이 있지만 미세공정이 요구되는 IT향 제품의 경우 파운드리의 수율도 큰 변수가 된다. 아무리 뛰어난 설계를 하더라도 이를 구현할 수 있는 미세공정 라인이 받쳐주지 못하면 ‘그림의 떡’에 그칠 공산이 크기 때문이다.

이를 가장 잘 보여주는 예가 4나노(나노미터·1㎚는 10억분의 1m) 공정에서 생산된 퀄컴의 '스냅드래곤 8 Gen1'과 삼성 엑시노스 2200이다. 두 AP모두 4나노 공정이 적용되며 많은 이들의 관심을 받았지만 수율과 발열 문제에 발목이 잡히면서 좋은 평가를 받지 못했다. 현재 5나노 미만의 초미세 공정에서 모바일 AP를 양산할 기술을 갖춘 업체는 삼성전자와 대만 TSMC 뿐이다.

삼성전자, 프리미엄 모바일AP ‘엑시노스 2200’.ⓒ삼성전자

특히 삼성전자가 연초 출시한 엑시노스2200은 삼성 파운드리의 4나노 미세공정 수율 문제로 양산에 상당한 차질이 빚어졌다는 풍문이 돌기도 했다. 발열과 성능 측면에서 다소 부족한 모습을 보이다 보니 당초 계획했던 갤럭시S22 탑재에 상당한 어려움을 겪은 것이다. 엑시노스2200은 유럽 등 일부 지역에 출시되는 갤럭시S22시리즈에만 적용됐다.

상황이 이렇다 보니 삼성 내부에서도 미세공정 수율 개선을 상당히 의식하고 있는 것으로 보인다. 특히 이재용 삼성전자 부회장의 시스템반도체 2030 비전에 따라 파운드리 분야에서 글로벌 1위를 목표로 하고 있는 만큼 부담감은 클 수밖에 없다.

실제 삼성전자는 올해 1분기 실적발표에서 “5㎚(나노미터·1㎚는 10억분의 1m) 공정 수율은 성숙 단계에 접어들었고, 4나노 수율도 당초 계획한 구간에 진입한 만큼 안정적 수율을 바탕으로 공급을 극대화 할 것”이라며 이례적으로 강조한 바 있다.

한 업계 관계자는 “아직 구체적으로 확정된 내용은 없지만 갤럭시칩의 성공 여부가 삼성 파운드리 미세공정의 중요 기점이 될 가능성이 있다”며 “갤럭시 생태계 구축이라는 큰 목표와 함께 삼성 시스템반도체 경쟁력을 증명할 수 있는 계기가 될 것”이라고 설명했다.

한편 TF는 모바일경험(MX) 사업부와 시스템LSI사업부를 주축으로 꾸려진다. 노태문 MX사업부장(사장), 박용인 시스템LSI사업부장(사장)이 TF 공동 리더를 맡아 프로젝트에 참여한다. TF는 첫 갤럭시 전용 칩을 2025년 상용화하는 것을 목표로 잡고 있는 것으로 전해졌다.