삼성전자, 이달부터 4나노 MPW 시작...'수율 안정화 자신감'

2019년 5나노 MPW 이후 4년 만에 선단 공정 제공

삼성전자가 이달부터 처음으로 4나노미터(nm) 공정에서 멀티프로젝트웨이퍼(MPW) 서비스를 시작하면서 수율 안정화 달성을 입증했다. 2019년 5나노 공정에서 MPW를 시작한지 4년 만에 더 미세한 첨단공정에서 시제품 제작을 지원하게 된 것이다. 향후 삼성전자 4나노 공정에서 팹리스 기업의 시제품 생산이 더욱 활발해질 것으로 기대된다.

14일 업계에 따르면, 삼성전자는 이달 처음으로 4나노 공정 MPW 서비스를 시작해 8월, 12월 등 총 3회를 제공할 계획이다. 삼성전자는 4나노 공정을 SF4로 표기한다. 

삼성전자 평택캠퍼스 생산 라인에서 직원들이 현장을 살피고 있다. (사진=삼성전자)

MPW 서비스는 한 장의 웨이퍼에 다양한 종류의 반도체를 찍어 만드는 것을 말한다. 팹리스 업체는 반도체를 출시하기에 앞서 파운드리(생산라인)에서 시제품을 만드는 MPW 과정을 거친다. 그 다음 고객사에 첫 공급을 하고, 주문받은 후 대량 양산에 들어간다. 파운드리 업체의 MPW 서비스 할당이 많을수록 팹리스 기업들이 시제품을 생산할 기회가 많아지는 셈이다.

삼성전자는 2019년 5나노 공정 MPW를 처음 시작한 이후 4년 만에 선단 공정인 4나노 공정에서 MPW 서비스를 시작한다. 업계 관계자는 "4나노 공정 MPW는 시제품 생산을 지원할 수준의 수율 안정화를 확보했다는 것을 의미한다"고 설명했다.

MPW는 팹리스 기업이 제품 출시에 앞서 시제품을 만드는 과정인 만큼 제조 수율 및 속도 개선, 주문받아 납품하기까지 기간인 TAT(턴어라운드타임) 단축을 달성해야 시작할 수 있는 서비스다. 삼성전자가 4나노 공정 MPW를 시작한다는 것은 안정성을 바탕으로 대량 생산 체제를 본격 확대하겠다는 것으로 풀이된다. 

앞서 지난 10월 코엑스에서 개최된 '삼성 파운드리 포럼 2022'에서 정기태 삼성전자 파운드리사업부 기술개발실장 부사장은 “4나노 초기 수율이 시장 기대에 충족하지 못했지만, 지금은 문제없는 수준까지 끌어올렸다"면서 "4나노는 이전 세대 수율을 뛰어넘을 것으로 예상된다. 앞으로 수율 문제는 없을 것이라 확신한다"고 강조한 바 있다.

반도체 공정은 숫자가 줄어들수록 더 미세공정이다. 칩 하나의 크기가 작아지면 동일한 면적의 웨이퍼 안에서 더 많은 반도체를 생산할 수 있다. 또 반도체 생산성을 높이고, 성능과 전력효율 확보에 효과적이다. 첨단 공정에서는 AI 반도체, 모바일 애플리케이션 프로세서(AP), 서버용 반도체 등 고성능 칩이 생산된다. 

시스템반도체 업계 관계자는 "MPW는 같은 공정이더라도 칩 사이즈 마다 가격이 다르기 때문에 일률적으로 비용을 책정하기가 어렵다"라며 "16나노, 12나노, 8나노, 4나노로 내려갈수록 비용이 약 2배 이상 증가하고, 통상적으로 팹 비용보다 IP 비용이 더 들어간다. 4, 5나노 공정 MPW는 수 십억원이 드는 값비싼 공정이다"고 설명했다.