9일 삼성동 코엑스에서 열린 ‘삼성 파운드리 포럼 2024(Samsung Foundry Forum 2024)’에서 최시영 삼성전자 파운드리 사업부장 사장이 기조연설을 하고 있다. [삼성전자 제공]

[헤럴드경제=김민지 기자] 삼성전자 파운드리(반도체 위탁생산)가 2나노 기반의 반도체 양산 계약을 따냈다고 처음으로 공식 발표했다. ‘메모리-파운드리-패키징’을 결합한 턴키 서비스가 한몫했다. 또한, 원스탑(one-stop) AI 통합 솔루션 서비스로 고객사들이 원하는 맞춤형 제품을 양산하고, 올해부터는 맞춤형 HBM 솔루션을 제공한다. 파운드리 업계 1위 TSMC와의 격차를 줄이기 위해 전세계에 단 하나 뿐인 ‘종합 반도체 역량’을 차별점으로 내세우고 있다.

▶‘선단공정-고대역메모리-첨단패키징’ 합체…“삼성 하나 뿐”=삼성전자는 9일 코엑스에서 ‘삼성 파운드리 포럼(Samsung Foundry Forum)’과 ‘세이프 포럼(SAFE, Samsung Advanced Foundry Ecosystem Forum) 2024’를 개최했다.

최시영 삼성전자 파운드리 사업부 사장은 이날 기조연설에서 “다양한 아이디어를 반도체로 실현하고자 하는 특색있는 고객사들이 늘어나고 있는 AI 시대에는 설계, IP, 패키지 등 개별 솔루션 뿐 아니라 설계부터 제조, 시스템 레벨 검증 등까지 전체 과정을 통합적으로 제공하는 서비스가 필요하다”고 말했다.

이어 “삼성만이 가진 역량과 노하우로 준비한 ‘삼성 AI 솔루션’을 소개한다”며 “각 솔루션을 개별적으로 제공하는 것은 여러 회사가 하고 있지만, 이를 완전히 통합해서 제공하는 것은 전세계에 삼성 단 하나 뿐”이라고 말했다. 파운드리와 메모리, 패키지 역량을 모두 보유했다는 점을 강조하며 고객 요구에 맞춘 통합 AI 솔루션 턴키(Turn Key, 일괄 생산) 서비스 등의 차별화로 삼겠다는 전략이다.

9일 삼성동 코엑스에서 열린 ‘삼성 파운드리 포럼 2024(Samsung Foundry Forum 2024)’에서 최시영 삼성전자 파운드리 사업부장 사장이 기조연설을 하고 있다. [삼성전자 제공]

또한, “올해는 커스텀 HBM 솔루션까지 제공한다”며 “고객 요구에 맞춰서 설계와 메모리 용량 확장을 통해 시스템 성능까지 향상시킬 수 있으며, 광범위한 커버리지로 턴키 서비스를 제공한다”고 말했다.

삼성 AI 솔루션의 핵심은 ▷파운드리 선단공정 ▷고대역 메모리 ▷첨단 패키징의 결합이다. 파운드리 분야에서는 고객에게 지속적으로 고성능·저전력 솔루션을 제공하기 위한 기술 로드맵을 제공하고 발전시킨다. 고대역 메모리는 HBM부터 CXL까지 용량, 성능 등 분야에서 다양한 요구를 충족시키는 제품 포트폴리오를 제공한다.

일례로 삼성전자는 2026년 HBM4(6세대), 2028년 HBM4E(7세대)를 출시할 예정이다. 최장석 신사업기획팀장 상무는 “HBM4 시대에는 커스텀 HBM이 현실화될 예정”이라며 “커스텀 HBM은 PPA(성능·전력 면적) 측면에서 다양한 옵션과 가치를 제공한다”고 강조했다.

삼성은 특히, AI반도체에 적합한 저전력·고성능 반도체를 구현하기 위한 GAA(게이트 올 어라운드, Gate-All-Around) 공정과 2.5차원(D) 패키지 기술 경쟁력을 바탕으로 선단 공정 서비스를 강화한다는 전략이다.

▶국내 DSP·팹리스와 협력 확대…시스템반도체 생태계 강화=이날 삼성은 국내 시스템반도체 기업들과 함께 이룬 파운드리 성과도 공개했다. 국내 DSP(디자인솔루션파트너)와 팹리스(반도체설계) 기업들을 지원하며 메모리에 비해 미흡하다고 평가 받는 국내 시스템반도체 생태계를 강화한다는 방침이다.

국내 DSP 업체인 가온칩스와 협력한 성과로는 일본 프리퍼드 네트웍스(PFN)의 AI 가속기 수주가 있다. 삼성전자는 PFN의 AI가속기 반도체를 2나노(SF2) 공정을 기반으로 양산하고 2.5D 패키지 기술까지 모두 제공하는 턴키 반도체 솔루션을 제공한다. 2.5D 어드밴스드 패키지 (I-Cube S) 기술은 복수의 칩을 1개의 패키지 안에 배치해 전송 속도는 높이고 패키지 면적은 줄인 이종 집적화 패키지의 한 종류다. 양사는 이번 과제를 기반으로 향후 차세대 데이터센터 및 생성형 AI 컴퓨팅 시장을 겨냥한 AI 칩렛 솔루션을 선보일 계획이다.

9일 삼성동 코엑스에서 열린 ‘삼성 파운드리 포럼 2024(Samsung Foundry Forum 2024)’행사에서 박호진(왼쪽부터) 어보브반도체 부사장, 최시영 삼성전자 파운드리 사업부장 사장, 이장규 텔레칩스 대표, 오진욱 리벨리온 CTO가 기념 촬영을 하고 있다. [삼성전자 제공]

삼성전자는 이날 DSP 업체들과의 협력 확대 계획도 밝혔다. HPC·AI 분야 반도체 수요가 폭발적으로 증가할 것으로 전망되는 가운데, 이를 통해 국내 우수한 팹리스 업체들을 적극적으로 지원하겠다는 방침이다.

DSP는 팹리스가 설계한 반도체를 파운드리가 제조할 수 있도록 돕는 디자인 서비스를 제공한다. 팹리스 고객이 DSP와 같은 지역에 있는 경우, 신속하고 밀접한 서비스를 받을 수 있다. 삼성은 파운드리-DSP-팹리스 고객 간 긴밀한 협업관계로, 더 많은 고객들이 삼성의 파운드리 서비스를 이용할 수 있도록 하겠다는 전략이다.

국내 팹리스 기업을 위해서는 시제품 생산을 위한 MPW(Multi Project Wafer) 서비스를 확대한다. MPW 서비스를 활용하는 고객은 단일 웨이퍼에 여러 종류의 설계를 배치해 테스트할 수 있어 제조 비용을 절감하고 더욱 완성도 높은 반도체를 개발할 수 있다. 삼성전자의 올해 MPW 서비스 총 횟수를 지난해 대비 약 10% 증가한 32회 제공할 예정이다. 2025년에는 35회까지 확대한다. 국내 팹리스와 DSP의 수요가 많은 4나노 공정부터 고성능 전력반도체를 생산하는 BCD 130나노 공정까지 가능하다.

삼성 파운드리는 고객사 확보를 위해 생태계 확대에 주력하고 있다. 현재 약 100개의 파트너와 협업 중이다. 지난달 실리콘밸리 미국 파운드리 포럼 행사에서는 최첨단 패키지 협의체(Multi-Die Integration Alliance) 첫 워크숍 결과를 파트너사들과 공유한 바 있다.

삼성 파운드리가 확보한 IP 숫자는 약 5300개다. 삼성 파운드리의 업력이 7년이란 점을 고려하면 상당한 성과다. 각 공정별 핵심 IP는 모두 보유하고 있으며, 포트폴리오는 계속 성장 중이라는 설명이다. 시높시스, 케이던스 등 글로벌 IP 파트너와 선제적이고 장기적인 파트너십을 구축해 IP 개발에 노력 중이다. 2017년 파운드리사업부 출범 당시 14개던 IP 파트너는 현재 50개로 3.6배 증가했다. 특히, 올해 파운드리포럼에서 2나노 반도체 설계를 위한 IP 확보 계획을 구체적으로 밝히는 등 최첨단 반도체 설계 고객을 위한 지원을 강화하고 있다. 삼성전자의 EDA(반도체설계소프트웨어) 파트너수는 23개로 TSMC를 앞섰다.