[디지털투데이 고성현 기자] 삼성전자가 국내 팹리스와의 인공지능(AI) 반도체 생태계 강화를 위한 전략을 발표했다. 최선단인 2나노미터(㎚)급 공정 사용 편의성을 강화하기 위한 방안과 칩 설계를 위한 MPW 서비스 현황, 향후 연구개발(R&D) 계획이 주된 골자다.

삼성전자는 4일 삼성동 코엑스에서 '삼성 파운드리 포럼 2023'과 'SAFE(Samsung Advanced Foundry Ecosystem) 포럼 2023'을 개최하고 AI 반도체 생태계 강화를 위한 파운드리 전략을 공개했다.

삼성전자는 'SAFE 포럼'에서 100여 개 파트너와 함께 '고객의 성공'이라는 공동 목표를 제시했다. 이와 함께 'PDK Prime' 솔루션 등 8인치부터 최첨단 2나노 GAA 공정까지 팹리스 고객 최첨단 제품 설계 인프라를 발전시키기 위한 다양한 방법을 공유했다.

우선 삼성전자는 올해 하반기부터 PDK 사용 편의성을 강화해 고객의 효율적 제품 설계를 지원하는 'PDK 프라임(PDK Prime)' 솔루션을 2나노, 3나노 공정 팹리스 고객에게 제공한다. 향후 8인치와 12인치 레거시(Legacy) 공정으로 이를 확대한다.

PDK 프라임에는 제품 설계 시간을 단축할 수 있는 3개 항목, 설계 정확도를 높일 수 있는 2개 항목, PDK 사용 편의성을 강화한 2개 항목을 구현했다.

항목 중 SDVC(Static Device Voltage Checker)는 트랜지스터, 저항, 캐패시터 등 반도체 내부 소자 전압이 규격안에서 설계 됐는지를 10분 이내 확인할 수 있는 기능이다. 기존 대비 90% 이상 정격 전압 오류 검사 시간을 단축할 수 있다.

아울러 이번 포럼에는 국내 주요 팹리스 기업이 세션 발표자로 참가해 삼성전자 파운드리 공정으로 AI·저전력 반도체를 갭라한 성과를 소개했다.

국내 최대 팹리스인 LX세미콘의 고대협 연구소장은 "대형화, 고해상도·고화질·고주사율을 요구하는 동시에 전력 소모량이 적은 제품을 찾는 최근 디스플레이 시장의 니즈를 충족하기 위해 삼성전자 파운드리와 8인치 협력을 강화하고 향후 12인치까지 협력을 확대할 계획"이라고 말했다.

박성현 리벨리온 대표이사는 "삼성전자 파운드리 5나노 공정에서 제작된 AI 반도체 아톰(ATOM)이 업계 최고 수준의 GPU 성능과 동급 NPU 대비 최대 3.4배 이상의 에너지 효율을 보인다"고 강조했다.

또 다른 AI 팹리스 기업인 딥엑스의 김녹원 대표이사는 "다양한 엣지 및 서버 AI 응용 분야에 적합한 고성능 저전력 AI 반도체 4종(DX-L1, DX-L2, DX-M1, DX-H1)을 삼성전자 파운드리 5나노, 14나노, 28나노 공정을 통해 개발했다"고 말했다.

삼성전자는 최첨단 멀티프로젝트웨이퍼(MPW) 서비스 현황과 계획, 국내외 시스템반도체 연구개발 생태계 강화 방안을 공개했다.

삼성전자는 AI, 고성능 컴퓨팅, 모바일 제품 설계에 활용 가능한 4나노 공정 MPW 서비스를 지난 4월 처음 시작했다. 8월과 12월에 걸쳐 올해 세 차례 지원한다. 다가오는 2024년에는 4나노를 비롯한 MPW 서비스를 올해부터 10% 이상 제공해 국내외 팹리스의 시제품 제작 기회를 확대할 계획이다.

국내외 대학과의 R&D 협력도 확대한다.

삼성전자는 2021년부터 한국과학기술원(KAIST) 반도체설계교육센터(IDEC)에 28나노 로직 공정 MPW 서비스를 무상으로 제공하고 있다. 올해 하반기부터는 협력 범위를 FD-SOI 공정으로 확대해, 2021년부터 2026년까지 28나노 MPW 서비스를 총 15회 무상 제공할 계획이다. 이를 통해 만들어지는 반도체는 600개 수준이다.

이와 함께 국내 대학과의 추가 협력으로 미래 반도체 기술과 인재 양성, 혁신 생태계 구축을 추진한다. 또 국내 대학에 제공하는 14나노 MPW 공정을 해외 대학에도 제공할 예정이다.

파운드리 첨단 공정 로드맵과 관련해서는 2025년 모바일을 중심으로 2나노 공정을 시작하고, 2027년까지 고성능컴퓨팅(HPC), AI로 응용처를 단계별로 확대한다. 2027년에는 기존 예정대로 1.4나노 공정을 양산한다.

삼성전자는 올해 하반기에는 2023년 하반기 평택 3라인에서 파운드리 제품을 양산한다. 2024년 하반기에는 미국 텍사스주 테일러 1라인이 가동하며, 2025년에 8인치 질화갈륨(GaN) 전력반도체 파운드리 서비스를 시작할 계획이다.

이밖에 비욘드 무어(Beyond Moore) 시대를 주도할 최첨단 패키지 협의체 'MDI(Multi Die Integration) 얼라이언스'를 출범, 운영할 계획을 공유했다.

최시영 삼성전자 파운드리사업부장(사장)은 '삼성 파운드리 포럼 2023' 기조연설에서 "AI 적용 분야가 빠르게 확산되고 있고, 특히 다양한 개별 서비스에 특화된 엣지의 폭발적인 성장이 예상된다"며 "삼성전자는 고성능 AI 반도체에 특화된 최첨단 공정과 차별화된 스페셜티 공정, 그리고 글로벌 IP 파트너사와의 긴밀하고 선제적인 협력을 통해 AI 시대 패러다임을 주도해 나가겠다"고 말했다.