삼성 파운드리 4나노, 성숙도·확장성 완결…AI·車·통신 무한 확장

(서울=뉴스1) 박기호 기자 = 삼성전자(005930) 파운드리(반도체 위탁생산) 사업부의 4나노(나노미터·1㎚는 10억분의 1m) 공정이 성숙도와 확장성을 무기로 인공지능(AI), 메모리, 자동차, 통신 등 다양한 산업으로 영역을 확장하고 있다.

29일 업계에 따르면 삼성전자는 최근 테크 블로그에 4나노 공정의 경쟁력을 소개했다.

4나노 공정은 삼성전자의 6세대 고대역폭메모리(HBM4) 베이스다이에 적용 중인데 자동차, 통신 등 다양한 응용처향으로도 생산되고 있다.

최선단 공정은 성능은 뛰어나지만 초기에는 수율이나 양산 안정성이 변수다. 반면 레거시 공정은 안정적이지만 성능 개선 폭이 제한적이다. 4나노 공정은 최선단·레거시 공정의 장점을 모두 갖춘 '완성형 공정'이라고 삼성전자는 설명했다.

특히 4나노 공정은 양산 6년 차로 충분히 양산 경험이 쌓인 상태에서 최신 성능 요구까지 대응할 수 있는 단계에 들어섰다. 삼성전자는 "잘 만들어지면서도 성능도 나오는 공정"이라고 소개했다.

또한 기술적으로도 선택지가 많아졌다. 트랜지스터를 빠르게 동작하게 만들 수도 있고, 전력을 줄이는 방향으로 설계할 수도 있다. 같은 공정 내에서 성능 중심 제품과 저전력 제품을 모두 만들 수 있다는 것이다. AI 칩처럼 성능이 중요한 경우에는 속도를 높이고, 모바일이나 자동차처럼 전력 관리가 중요한 경우에는 소비전력을 낮추는 식으로 맞춤 설계가 가능하다.

배선 구조도 개선돼 데이터가 칩 안에서 움직이는 속도가 빨라졌다. 단순하게 계산 속도만 높아진 게 아니라, 데이터 이동 효율이 높아지면서 전체 시스템 성능이 개선되는 구조다. AI처럼 데이터 이동이 많은 구조에선 이 같은 요소가 실제 성능에 크게 영향을 줄 수 있다.

공정 역시 충분히 성숙했다. 6년 이상 양산을 거치면서 수율은 안정됐고, 공정 변동성도 줄었다. 생산 일정과 비용까지 어느 정도 예측을 할 수 있게 됐다. 대형 칩이나 장기 공급이 중요한 산업에선 안정성은 중요한 요소다.

이에 삼성전자의 4나노 공정은 다양한 산업에서 활용되고 있다. AI, 고성능컴퓨팅(HPC) 분야에선 칩 크기가 커질수록 수율 확보가 어렵지만 4나노 공정은 안정적인 양산 기반을 제공한다. 전력 효율도 확보할 수 있어 AI 칩 생산에 적합한 공정으로 쓰이고 있다.

HBM과 같은 고대역폭 메모리는 전력과 발열 관리가 핵심인데, 4나노 공정은 전력 손실을 줄이고 집적도를 높일 수 있다.

자동차 분야에서도 활용도가 높아지고 있다. 자율주행은 차량 내부 연산량이 늘지만 전력과 열 제약은 여전히 존재하는데 4나노 공정은 이 조건에서도 안정적인 성능을 낼 수 있게 한다.

통신 분야에선 무선 주파수 통신(RF)과 디지털이 결합한 구조가 늘면서 공정 기술의 중요성이 커지고 있는데, 4나노 공정은 디지털 회로를 더 많이 집적하면서도 전력 소비를 줄일 수 있어 차세대 통신 칩에 적합한 환경을 제공한다.

삼성전자 관계자는 "삼성전자 파운드리의 4나노 공정은 특정 용도에 한정된 기술이 아니라 AI, 메모리, 자동차, 통신 등 다양한 산업에서 공통적으로 요구되는 조건을 만족시키는 범용 플랫폼에 가깝다"며 "이미 검증된 안정성 위에서 다양한 산업으로 확장 가능한 공정"이라고 전했다.

goodday@news1.kr