향후 글로벌 수주전에 긍정적 영향 예고
[메가경제=이동훈 기자] 최근 삼성전자가 일본 AI 스타트업 프리퍼드네트웍스(PFN)로부터 2나노 AI 가속기 생산을 수주했다는 소식이 전해졌다. 이는 삼성이 2나노 시장 경쟁에서부터는 TSMC를 제치고 시장 경쟁에서 앞서 나갈 수 있다는 전망을 불러일으키는 전조로 해석된다.
19일 업계에 따르면 2나노 수주전을 놓고 반도체 파운드리 업체의 경쟁이 치열해지고 있다. 삼성전자는 최근 일본 AI(인공지능) 스타트업 프리퍼드네트웍스(PFN)로부터 AI 가속기 등 AI 반도체를 수주한 것으로 전해졌다.
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| ▲ 삼성전자가 TSMC와의 파운드리 경쟁에서 2나노부터는 앞서나갈 것이란 전망이 나왔다. [사진=삼성전자] |
PFN은 일본에서 가장 뛰어난 기술을 보유한 AI 업체로 도요타·화낙·히타치 등 일본의 대표적 제조업 회사들이 투자자로 참여하고 있다. 독자 소프트웨어는 물론 자체 슈퍼컴퓨터까지 제작한다. PFN은 2세대 AI반도체는 TSMC에 맡겼으나, 2나노 칩개발 과제 파트너로는 삼성전자를 선택했다.
KB증권에 따르면 PFN은 2014년 도쿄대 인공지능 벤처로 창립해 AI로봇, AI딥러닝 암 발견, 자율주행 등, 양자컴퓨팅 분야에서 두각을 나타내고 있는 기업이다.
일본 AI 업체 1위인 PFN의 결정은 2나노 글로벌 수주전에 영향을 줄 수 있다는 점에서 주목받고 있다. 반도체 제조공정의 핵심 경쟁력중 하나는 작은 면적에 더욱 많은 회로를 그릴 수 있도록 소자 미세화를 지속적으로 진행하도록 해주는 R&D투자이다.
업계 관계자는 "삼성전자는 이재용 회장의 사법리스크가 불거지면서 대대적인 투자를 할 수없게 되면서 4.5나노 공정에서부터는 TSMC에 밀렸다”며 “이에 삼성전자는 TSMC를 다시 추월하기 위해 3나노보다는 2나노에 집중, 이를 위해 핀펫방식보다는 GAA방식을 채택하는 승부수를 던졌다"고 설명했다.
그는 이어 "TSMC의 강점은 대만정부의 전폭적인 지원, 창업주인 모리츠 창 회장이 고객사들에게 심어놓은 TSMC는 절대 고객사의 비밀을 유출하지 않는다는 신뢰였다. 무엇보다 초미세공정을 위한 극자외선 EUV를 최다보유하고 있다. 반면 삼성전자는 위탁생산 외에도 반도체 전공정을 할 수 있는 기술력 그리고 TSMC보다 앞서 GAA방식(게이트올어라운드) 방식을 3나노부터 작용하고 있다는 점이다"고 덧붙였다.
소자미세화는 반도체 크기가 작아지면서 웨이퍼 한 장에 만들 수 있는 칩이 많아져 생산성이 높아지고, 성능은 높일 수 있게 된다. 이를 납품받은 업체도 더 작아졌지만 더 강력해진 성능을 가진 칩을 활용해 기존 제품보다 한층 업그레이드된 제품을 개발할 수 있다. 즉 반도체는 선폭을 얼마나 더 좁게 구현할 수 있느냐로 기술력 경쟁력이 갈린다. 하지만 트랜지스터의 선폭을 지속적으로 줄이다보면, 소스와 드레인 사이도 가까워지면서 누설전류를 발생시키는 쇼트 채널 현상이 나타나게 된다.
이런 현상을 개선하기 위해 도입된 공정이 핀펫과 GAA 방식이다. TSMC가 3나노 공정에서 채택하는 핀펫방식은 게이트와 채널이 3면에서 맞닿는 구조로 게이트와 채널 접촉 면접을 키워 동작전압을 줄여 누설전류 발생 문제를 해결했다. GAA는 전류가 흐르는 채널의 4면을 모두 감싸는 형태이다. 그렇기에 전류 흐름을 핀펫 공정보다 더욱 세밀하게 제어할 수 있다.
업계 관계자는 "삼성은 3나노 공정부터 GAA 기술을 적용해 왔으며, 이는 2나노 공정에서 더욱 중요해진다. 특히 2나노 공정의 핵심 협력사인 ASML은 화성에 1조 5000억원 규모의 R&D 센터를 설립해 삼성과의 협력을 강화할 예정이어서 더욱 고무적이다"고 기대감을 나타냈다.
김동원 KB증권 연구원도 "향후 파운드리 시업은 초미세화 선단공정의 기술 차별화가 고객사 확보에 결정적 영향을 미칠 것이다"며 "GAA공정은 2나노부터 필수적인데, 삼성은 이를 한세대 먼저 시작해 공정 안정성 측면에서 TSMC 대비 상대적 우위에 있는 것으로 판단되고, 2나노 분야에서 TSMC보다 먼저 수주에 성공해 향후 미국에서 신규 수주 가능성이 커질 것"으로 내다봤다.
수주 상버인 파운드리 특성상 고객사가 파운드리 업체를 한번 지정하면 변경하는 경우는 거의 없다고 한다.
경계현 삼성전자 대표는 "당사는 냉정하게 TSMC보다 1~2년 뒤처졌지만, 2나노에서는 앞설 수 있다"고 강조했다.
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