삼성전자, 반도체 영역 넓힌다…7나노 신기술로 파운드리 강화

세계 메모리 반도체 강자인 삼성전자가 또 한 번 앞선 기술을 내놨다. 차세대 반도체 기술인 극자외선(EUV) 노광 기술을 적용한 7나노미터(㎚) 공정 개발을 마치고 양산에 돌입했다.

삼성전자는 17일(현지시각) 미국 실리콘밸리에 있는 삼성전자 미주법인(DSA) 사옥에서 연 ‘삼성 테크 데이 2018’에서 이 같은 내용을 밝혔다.

메모리 반도체는 설계를 담당하는 팹리스, 팹리스의 의뢰를 받아 제조를 담당하는 파운드리, 설계부터 제조까지 모든 공정을 처리할 수 있는 종합반도체로 나뉜다. 삼성전자는 모든 공정을 처리할 수 있는 종합반도체 업체다.

17일(현지시각) 미국 실리콘밸리에서 열린 '삼성 테크 데이 2018'에서 최주선 삼성전자 미주총괄 부사장이 기조연설을 하고 있다. [사진 삼성전자]

이번에 양산에 나선 7나노 공정은 파운드리 영역으로, 세계 반도체 파운드리 시장 1위인 대만 TNMC에 이어 두 번째로 개발에 성공한 기술이다. 극자외선을 적용한 공정으로는 세계 최초다. 1나노의 단위는 10억분의 1m로, 숫자가 작을수록 고도의 기술이 필요하다.

기본적인 메모리 반도체 공정은 웨이퍼(기판)에 미세한 회로를 새겨 넣는 과정이다. 이 과정에서 회로가 새겨진 마스크에 특정 광원(빛)을 투과시켜야 하는데 이를 노광 공정(포토 공정)이라고 부른다. 공정이 미세해질수록 노광 공정이 여러 번 반복된다.

최근 기술이 고도로 발전하면서 10나노 이하로 접어들자 기존의 노광 공정이 한계에 이르렀다는 우려가 커지고 있었다. 삼성전자는 기존 노광 공정의 재료인 불화아르곤(ArF)을 극자외선으로 대체해 복잡한 공정을 단순화하고 생산성도 높였다.

극자외선이 불화아르곤 파장 길이의 14분의 1 미만이라는 점을 활용한 것이다. 삼성전자는 7나노 공정으로 기존 노광 공정(10LPE)보다 성능을 20%(혹은 전력효율 50%) 높였을 뿐 아니라 마스크 수를 20% 줄여 비용 부담을 덜 수 있다고 밝혔다.

삼성전자는 낸드플래시‧D램 같은 메모리 반도체 시장에선 세계 1위다. 하지만 파운드리 시장에선 입지가 작다. 글로벌 시장조사업체인 IHS에 따르면 지난해 세계 반도체 파운드리 시장 1위는 TSMC(50.4%)고 삼성전자(6.7%)는 4위에 그쳤다.

업계에선 7나노 공정이 삼성전자가 파운드리 시장에서 도약할 수 있는 발판이 될 것으로 본다. TSMC는 지난 6월부터 7나노 파운드리 양산을 시작해 미국 애플 아이폰에 들어가는 최신 반도체 위탁생산을 독점했다.

밥 스티어 삼성전자 DS부문 미주총괄 시니어 디렉터는 “7나노 공정의 상용화는 물론 향후 3나노까지 이어지는 공정 미세화를 선도할 것”이라고 발표했다.
최현주 기자 chj80@joongang.co.kr