2나노에 묶인 삼성 '엑시노스' 로드맵…최적화가 성패 가른다

1.4나노 등 차세대 공정 지연 여파…시스템LSI도 면밀히 대응

AP(향후 2~3년간 삼성전자의 자체 모바일 애플리케이션 프로세서(AP)인 '엑시노스' 개발 방향에 큰 변화가 생길 전망이다. 삼성전자가 당초 오는 2027년 1.4나노미터(nm) 공정을 양산하겠다는 계획을 일시 보류했기 때문이다.

엑시노스는 삼성전자의 차세대 공정을 가장 먼저 사용하는 제품으로, 삼성 파운드리 공정 로드맵의 변화에 가장 민감하게 대응할 수밖에 없다. 실제로 엑시노스를 설계하는 시스템LSI사업부는 향후 스텝을 면밀히 고민하고 있는 것으로 알려졌다.

1일 업계에 따르면 삼성전자 시스템LSI 사업부는 차세대 모바일 AP 개발에서 2나노 공정 최적화에 중점을 둘 것으로 분석된다.

삼성전자의 최신형 모바일 AP 엑시노스 2500(사진=삼성전자)

삼성, 1.4나노 공정 연기…차세대 '엑시노스'도 2나노 채택 지속

모바일 AP는 스마트폰 등 IT 기기의 두뇌 역할을 담당하는 칩으로, CPU·GPU·메모리 등 고성능 시스템반도체를 동시에 집적한다. 삼성전자는 시스템반도체를 설계하는 시스템LSI 사업부를 통해 자체 모바일 AP인 '엑시노스' 시리즈를 개발해 왔다.

모바일 AP는 최선단 파운드리 공정을 가장 빠르게 적용하는 반도체이기도 하다. 엑시노스의 경우 삼성전자 파운드리 사업부가 양산을 전담한다. 올 하반기에는 1세대 2나노(SF2) 공정 기반의 '엑시노스 2600'를 양산할 예정으로, 내년 1분기 출시 예정인 '갤럭시S26'가 핵심 적용처다.

나아가 시스템LSI 사업부는 차세대 AP 개발을 구상하고 있다. 삼성 파운드리의 공정 로드맵에 맞춰, 내년에는 2세대 2나노인 'SF2P' 공정을 활용한다.

다만 차차세대 AP 제품부터는 전략 수정이 불가피하다. 당초 삼성 파운드리는 오는 2027년께 1.4나노 공정인 'SF1.4'를 양산화할 계획이었다. 그러나 최근 최선단 파운드리 공정 개발에 난항을 겪으면서, 이를 늦추기로 했다. 업계에서는 빨라야 오는 2028~2029년에 1.4나노 공정이 양산될 것으로 보고 있다.

일례로 삼성전자는 이달 초 미국에서 진행한 'SAFE(Samsung Advanced Foundry Ecosystem) 포럼 2025'에서 고객사 및 협력사에 "차세대 공정 개발을 우선하기보다는 2나노, 4나노 등 기존 공정을 안정화하고 수율을 개선하는 데 집중할 것"이라는 뜻을 전달한 바 있다.

반도체 업계 관계자는 "통상 삼성 시스템LSI의 모바일 AP 개발 계획은 삼성 파운드리 로드맵과 연동되는 구조기 때문에, 중장기적으로 전략을 새롭게 구상해야 할 것"이라며 "삼성 파운드리가 1.4나노 대신 2나노 공정 고도화에 집중하면, 차세대 엑시노스 역시 2나노 공정을 지속 활용해야 한다"고 설명했다.

한계 다다른 공정 미세화…최적화가 미래 모바일 AP 시장 좌우

이에 따라 삼성전자는 향후 2~3년간 모바일 프로세서를 위한 신규 2나노 공정 개발에 집중할 것으로 전망된다.

삼성전자는 2027년에 SF2A·SF2Z 등 신공정을 내놓을 계획이지만, 이들 공정은 모바일 프로세서에 적합한 공정은 아니다. 전자는 차량용 반도체, 후자는 서버 및 HPC(고성능컴퓨팅) 분야가 주요 타겟이다. SF2Z의 경우 전력 공급선을 칩 후면에 배치하는 BSPDN(후면전력공급) 기술이 적용되는데, 비용에 민감한 모바일 AP에 적용하기엔 무리가 있다는 평가다.

업계 또 다른 관계자는 "스마트폰 가격은 크게 상승하지 못하는 반면, 최선단 파운드리 공정은 가격이 크게 뛰기 때문에 모바일 프로세서의 성능을 무작정 높이는 방향은 한계를 맞고 있다"며 "중기적으로는 2나노 공정에서 'DTCO(설계 기술 공동 최적화)'를 얼마나 잘 이뤄내는지가 모바일 AP 시장의 성패를 결정하게 될 것"이라고 말했다.

DTCO는 반도체 설계와 제조 공정 기술 간의 최적화를 뜻한다. 기술적 성숙도가 낮은 최선단 공정에서 더 중요한 의미를 가진다.