[인사이트코리아=이경원 기자] 삼성전자 파운드리 사업부장 정은승 사장이 3일(현지시각) 미국 샌프란시스코에서 열린 ‘국제반도체소자학회(IEDM, International Electronic Devices Meeting)’에서 ‘4차 산업혁명과 파운드리(4th Industrial Revolution and Foundry: Challenges and Opportunities)’를 주제로 기조연설을 했다.

IEDM은 ISSCC(International Solid-State Circuit Conference), VLSI(Very Large Scale Integration) 학회와 함께 세계 3대 반도체 학회 중 하나로 전 세계의 반도체 전문가들이 참석하는 자리다.

정은승 사장은 ▲4차산업 혁명과 반도체 산업 ▲파운드리 ▲혁신을 위한 도전과 기회 등 총 3가지 파트로 나눠 발표했다.

정 사장은 4차 산업혁명 시대에는 AI(인공지능), IoT(사물인터넷), 스마트카, 스마트팩토리, 빅데이터, 바이오 등이 새롭게 등장하면서 반도체의 역할이 더 폭넓게 진화할 것으로 전망했다.

정 사장에 따르면 PC나 스마트폰 등 모든 전자기기에는 반도체가 들어간다. 반도체가 없이는 성장이 불가능했다. 4차산업 혁명과 더불어 성장 가능성이 높은 스마트카, 스마트팩토리 등에도 반도체가 연결된 ‘커넥티드 디바이스’ 형태로 들어간다.

정 사장은 커넥티드 디바이스가 2030년 폭발적인 성장을 할 것으로 내다봤다. 그에 따르면 2002년 PC, 스마트카드 등에 들어갔던 ‘커넥티드 디바이스’는 5억개에서 2030년 1250억개로 급증한다.

정 사장은 “4차 산업혁명에도 반도체가 없으면 그 어떠한 것도 가능하지 않다”고 강조했다. 인공지능을 비롯해 스마트카, 스마트팩토리, 스마트홈들이 구현되기 위해서는 반도체가 필수적이라는 설명이다.

‘파운드리’ 파트에서 정 사장은 “4차산업 혁명 시대에 급증하는 데이터를 처리하기 위해서는 반도체 집적도를 높여 성능과 전력효율을 지속적으로 향상시켜야 하며, 이를 위해서는 EUV 노광기술, STT-MRAM 등 첨단 파운드리 기술의 진화가 중요하다”고 강조했다.

정 사장에 따르면 최근 반도체 공정이 10나노 이하로 접어들면서 불화아르곤(ArF) 광원을 사용하는 기존의 노광 공정은 한계에 이르렀다. EUV는 불화아르곤을 대체할 수 있는 광원으로 파장의 길이가 기존 불화아르곤의 14분의 1 미만에 불과해 보다 세밀한 반도체 회로 패턴 구현에 적합하고, 복잡한 멀티패터닝 공정을 줄일 수 있어 반도체의 고성능과 생산성을 동시에 확보할 수 있는 장점이 있다. 

정 사장이 소개한 새로운 타입의 메모리 STT-MRAM(Spin Transfer Torque-Magnetoresistive RAM)은 자성물질구조를 이용한 차세대 메모리 반도체다. 전원이 꺼져도 데이터가 사라지지 않는 플래시메모리 특성을 갖고 있다. 데이터 처리 속도도 기존 D램보다 훨씬 빠르고 전력소모도 적다는 장점이 있다.

정 사장은 “자율주행 자동차, 스마트 홈 등 새로운 아이디어들을 실제로 구현하기 위해서는 높은 수준의 반도체 기술이 필요하다”며 향후 파운드리 사업은 반도체를 위탁 제조하는 기존의 역할을 강화할 뿐 아니라 고객 요청에 따라 디자인 서비스부터 패키지·테스트까지 협력을 확대하게 될 것"이라고 밝혔다.

‘GAA 트랜지스터’ 3나노 공정 공개 눈길

정은승 사장은 업계의 기술 트렌드와 더불어 GAA(Gate-All-Around) 트랜지스터 구조를 적용한 3나노 공정 등 삼성전자의 최근 연구 성과도 함께 공개해 주목을 끌었다.

GAA(Gate-All-Around)는 현재 첨단 반도체 공정에 사용되고 있는 핀펫 구조에서 한 단계 더 진화된 차세대 트랜지스터 구조다. 게이트가 채널의 3면을 감싸고 있는 핀펫과 달리 채널의 4개 면 모두를 감싸고 있어 전류의 흐름을 보다 세밀하게 제어할 수 있다. 삼성전자는 현재 3나노 공정의 성능 검증을 마치고 기술 완성도를 높여가는 중이다.

정 사장은 기조연설을 마무리 하면서 “최근 반도체 업계의 다양한 기술 성과는 장비와 재료 분야의 협력 없이는 불가능했다”며 “앞으로도 업계·연구소·학계의 경계 없는 협력이 반드시 필요하다”고 강조했다.

삼성전자는 ‘삼성 파운드리 포럼’과 삼성전자 파운드리 에코시스템(SAFE, Samsung Advanced Foundry Ecosystem) 등을 통해 글로벌 고객 및 파트너와 협력하며, 첨단 공정 생태계를 강화해 나가고 있다.

‘SAFE’는 삼성 파운드리와 에코시스템 파트너 그리고 고객 사이의 협력을 강화해 뛰어난 제품을 효과적으로 설계할 수 있도록 돕는 프로그램이다. 삼성 파운드리는 이 프로그램을 통해 고객의 반도체 설계 및 검증을 지원하는 설계 자동화(EDA) 툴과 설계 방법론(DM)을 제공한다.

삼성전자는 지난해 5월 조직개편으로 시스템 LSI 사업부 안에 속해 있던 파운드리 사업팀을 독립된 사업부로 승격시켰다. 이어 11월 정기 인사에서 당시 정은승 부사장이 파운드리사업부 사장으로 승진했다.