14나노 이어 인텔·대만TSMC 따돌려…내년초 갤럭시S8 등에 적용

파운드리 시장 주도권 노려
삼성전자가 세계 최초로 10나노미터(㎚) 반도체 제조공정을 개발, 스마트폰용 모바일 애플리케이션프로세서(AP)를 양산한다. 14㎚ 공정에 이어 미국 인텔과 파운드리(반도체 수탁생산) 업계 1위인 대만 TSMC를 다시 한 번 따돌렸다.

삼성전자는 10㎚ 시스템반도체 공정 양산을 시작했다고 17일 발표했다. 삼성전자는 작년 1월 업계 최초로 14㎚ AP를 양산했다. 1㎚는 성인 머리카락 굵기의 10만분의 1에 해당하는 10억분의 1m를 말한다. 공정을 미세화해 반도체 회로 간격을 줄이면 전자 이동거리가 줄어 성능은 좋아지고 소비전력은 줄어든다.

또 웨이퍼 한 장에서 더 많은 반도체를 만들 수 있다. 삼성전자는 이번 10㎚ 1세대 공정에서 생산한 AP는 기존 14㎚ 1세대 공정에서 생산한 제품에 비해 성능은 27% 빨라졌고 소비전력은 40% 줄었다고 밝혔다. 웨이퍼 한 장당 칩 생산량은 약 30% 늘어났다.

업계에선 삼성이 10㎚ 공정에서 자체 AP인 신형 엑시노스와 퀄컴의 스냅드래곤을 양산할 것으로 보고 있다. 이들 제품은 내년 초 생산될 갤럭시S8 등에 탑재될 것으로 관측된다.

삼성전자는 “기존 이머전 노광 장비로 트리플 패터닝(회로를 그려넣는 패터닝 과정을 세 번 반복하는 것) 기술을 적용해 10㎚ 공정을 개발했다”고 설명했다. 삼성은 내년에는 성능을 높인 10㎚ 2세대 공정을 도입할 계획이다.

파운드리업계에선 TSMC와 삼성, 인텔이 치열하게 경쟁하고 있다. 미세 공정에서 앞서면 애플 퀄컴 등 고객사 유치에 유리하다. 파운드리 시장의 50% 이상을 점유하고 있는 TSMC는 현재 16㎚ 공정에서 양산 중이며 10㎚(내년 초 양산)와 7㎚ 공정(내년 중 양산)을 동시 개발 중이다. 하지만 7㎚에 좀 더 힘을 쏟으면서 10㎚ 개발이 늦춰지는 분위기다.

삼성은 7㎚ 이하 공정에선 이머전 노광장비가 아니라 극자외선노광기(EUV)가 필요해 생산성 향상이 쉽지 않을 것으로 보고 있다. EUV는 한 대에 수천억원이 넘는다. 하지만 TSMC는 7㎚까지는 EUV 없이 기존 노광장비를 이용할 수 있을 것으로 보고 있다.

업계 관계자는 “TSMC가 EUV 없이 7㎚ 공정을 개발한다면 삼성보다 앞설 수 있겠지만, 그렇지 않다면 10㎚ 공정에 집중하고 있는 삼성이 유리할 것”이라고 말했다.

김현석 기자 realist@hankyung.com

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