삼성 “20나노급 수익확보까진 8년 더 ”

“파운드리 비즈니스에서 20nm대 미세공정으로의 이행은 장기적인 프로젝트가 될 것입니다.”

26일 서울 삼성동 인터콘티넨탈 코엑스 호텔에서 열린 ‘국제반도체컨퍼런스2011’에서 연사로 나선 김광현 삼성 시스템LSI 부사장은 삼성·TSMC·UMC 등 글로벌 파운드리 사업을 벌이고 있는 기업들이 아직까지 극복해야할 기술적 과제가 많다며 이 같이 밝혔다.

김광현 부사장은 퀄컴·브로드컴과 같은 시스템반도체를 생산하는 팹리스 업체들이 경쟁에서 앞서기 위해 20nm대 공정을 사용하거나 사용할 계획을 갖고 있지만 수율이나 가격대비 효율성을 높인다는 측면에서는 여전히 45nm 공정이 대세를 이룰 것이라고 설명했다. 가트너 보고서에 따르면 올해 전 세계 파운드리 사업의 매출 중 가장 많은 부분을 차지하는 것은 45/40nm와 65/90nm 공정으로 전체 300억달러의 55%인 165억달러에 이를 것으로 예상된다. 가트너는 32/28nm대 공정이 올해를 시작으로 조금씩 늘어나 2015년경에는 전체 파운드리 예상매출(410억달러)의 36% 비중(147억6천만달러)을 차지하게 될 것이라고 밝혔다. 적어도 4년간 수율 향상을 위해 파운드리 업체들의 노력이 필요하다는 의미가 된다.

현재 삼성의 갤럭시S2에 탑재된 엑시노스4210과 애플의 아이폰4에 사용된 A4칩은 모두 삼성의 45nm대 파운드리 공정을 통해 제작됐다.

삼성이 최근에 출시한 갤럭시S2 LTE에 탑재된 AP인 엑시노스4212는 32nm 하이K 메탈 게이트(HKMG) 공정을 사용했다. 김 부사장은 32/28nm대 HKMG 공정에 대해서는 트랜지스터를 균일하게 배열하는 방법, 전자의 흐름에 대한 통계분석법 등의 개발이 도전과제라고 밝혔다.

또한 20nm 공정의 경우 기존(45nm)에 비해 두 배 이상 정밀한 작업을 해야하다보니 두 개의 마스크를 이용해 회로를 두 번으로 나눠서 그려야 한다며 이에 따른 비용 문제를 해결해야 한다고 지적했다.

그는 인텔이 지난 5월 처음으로 발표해 화제가 됐던 14nm대 3D 트라이게이트 기술(FinFET)도 난제가 있다고 말했다. 전류가 흐르는 통로를 두 배로 넓히다 보니 전류의 흐름을 통제하는 데 어려움을 겪고 있으며 회로를 그리는 과정에서 최신 장비인 EUV장비를 사용하다보니 수율이 떨어진다는 것이다. 김광현 부사장은 “현재 EUV장비를 이용해 회로를 그리면 시간 당 5~6장의 웨이퍼를 생산할 수 있는데 시장경쟁력을 가지려면 시간 당 100장 이상은 생산해야 한다”고 밝혔다.