삼성전자 화성캠퍼스 파운드리 공장 전경. /삼성전자 제공

<이미지를 클릭하시면 크게 보실 수 있습니다>

삼성전자가 5㎚(나노미터·1㎚는 10억분의 1m) 이하 파운드리(반도체 위탁생산) 공정상의 문제로 대만 TMSC에 빼앗겼던 퀄컴의 발주 물량을 일부 되찾은 것으로 알려졌다. 삼성전자 안팎에서는 삼성전자가 4㎚ 공정을 안정시키는데 성공하며 실제 수율(양품 비율)과 성능 측면에서 기대 이상의 결과를 보여준 것으로 알려졌다.

29일 외신과 반도체 업계에 따르면 내년 초 출시될 갤럭시S23 시리즈에 탑재되는 퀄컴의 최신 모바일애플리케이션 프로세서(AP) ‘스냅드래곤8 2세대’의 성능 개선 버전 물량 일부를 삼성전자가 맡을 전망이다. 스냅드래곤8 2세대는 성능을 더 끌어올린 ‘커스텀 버전’과 ‘스탠다드 버전’으로 나뉘어 생산될 예정인데 커스텀을 삼성이 맡고, TSMC가 스탠다드 버전을 생산할 것으로 관측된다.

삼성전자가 5㎚ 공정 이하에서 지속적으로 수율, 성능 논란을 야기하고 있는 상황에서 이번에 삼성이 거둔 성과는 의미가 크다. 삼성에 정통한 관계자는 “우선 문제의 공정으로 꼽히던 삼성의 4㎚ LPE(Low Power Early) 공정에서의 문제가 거의 다 잡힌 것으로 보인다”며 “통상 한 업체에만 물량을 몰아주지 않는 퀄컴의 비즈니스 특성상 삼성, TSMC 두 개의 기업에 투트랙으로 발주할 것으로 보인다”고 설명했다.

삼성전자는 지난해 5나노 이하 공정에서 경쟁사인 TSMC에 줄곧 밀리며 무력한 모습을 보여줬다. 앞서 퀄컴은 ‘스냅드래곤8 1세대’를 삼성전자 4㎚ 공정에서 생산하다가 품질 논란이 벌어지자 ‘스냅드래곤8 2세대’ 생산을 TSMC에 모두 넘겼다. 엔비디아 역시 지난 9월 그래픽처리장치(GPU) 차기작 RTX40 시리즈를 선보이면서 제조사로 삼성전자가 아닌 TSMC를 택했다.

퀄컴 '스냅드래곤8 2세대' 모바일AP. /퀄컴 제공

<이미지를 클릭하시면 크게 보실 수 있습니다>

삼성전자 역시 5㎚ 이하 공정에서의 문제를 시인하기도 했다. 심상필 삼성전자 파운드리사업부 부사장은 지난 15일 기관투자자를 대상으로 한 사업설명회에서 “5, 4㎚에서 TSMC에 뒤처진 것은 사실이다”라고 말했다. 다만 그는 차기 공정인 3㎚ 공정은 ‘게임체인저’가 될 것이라며 자신감을 드러냈었다.

업계에서는 삼성전자가 5㎚ 공정 이하 최첨단 공정을 서서히 안정화하면서 주요 고객사인 퀄컴의 마음을 돌린 것으로 해석하고 있다. 5㎚에서 3㎚로 가는 ‘징검다리’ 공정으로 알려졌던 4㎚의 경우 양산 초기에 수율 확보에 어려움을 겪었지만 지속적인 연구개발과 공정 안정화를 통해 최근에는 퀄컴의 기대를 넘어서는 수준에 올라선 것으로 평가된다.

삼성전자가 TSMC와의 내년 격전지가 될 3㎚ 공정에서도 유리한 고지를 선점했다는 전망도 나온다. 외신과 업계에서는 삼성전자가 퀄컴의 차세대 플래그십 스마트폰용 AP ‘스냅드래곤8 3세대(Gen3)’ 반도체를 수주한 것으로 알려졌다. 해당 제품은 삼성전자의 3㎚ 공정에서 생산될 전망이다.

특히 삼성전자는 3㎚ 공정에서 기존 ‘핀펫(FinFET) 기술’ 대신 ‘GAA(Gate-All-Around)’ 신기술을 도입했다. 핀펫 공정은 상어 지느러미처럼 생긴 차단기로 전류를 막아 신호를 제어하지만 GAA는 전류가 흐르는 채널을 4면으로 둘러싸 전류의 흐름을 더욱 세밀하게 조정할 수 있다.

황민규 기자(durchman@chosunbiz.com)

<저작권자 ⓒ ChosunBiz.com, 무단전재 및 재배포 금지>