14나노 공정 대비 칩 전력 효율 35%↑…면적은 35%↓
2017년부터 5억 개 이상 모바일 칩 출하…"업계 선도" 삼성전자가 차세대 '8나노 RF(Radio Frequency) 공정 기술'을 개발하고, 5세대(5G) 이동통신용 반도체 파운드리(위탁생산) 서비스를 강화한다.
삼성전자는 9일 "8나노 RF 파운드리로 멀티채널, 멀티안테나를 지원하는 5G 통신용 RF 칩을 원 칩 솔루션으로 제공할 것"이라며 "서브 6기가헤르츠(GHz)부터 밀리미터파(㎜Wave)까지 5G 통신 반도체 시장을 적극 공략할 계획"이라고 밝혔다.
이로써 삼성전자는 지난 2015년 28나노 12인치 RF 공정 파운드리 서비스를 시작한 이래 2017년 업계 최초로 본격 양산에 착수한 14나노를 포함해 8나노까지 RF 파운드리 솔루션을 확대했다.
RF 칩은 모뎀 칩에서 나오는 디지털 신호를 아날로그로 변환해 우리가 사용할 수 있는 무선 주파수로 바꿔주고, 반대로 모뎀 칩으로 전송하기도 하는 무선 주파수 송수신 반도체다. 주파수 대역 변경과 디지털-아날로그 신호 변환을 하는 로직 회로 영역과 주파수 수신·증폭 등의 역할을 하는 아날로그 회로 영역으로 구성된다.
서브 6GHz부터 ㎜Wave까지 본격 공략
삼성전자 8나노 RF 공정은 이전 14나노 공정과 비교할 때 RF 칩 면적을 약 35% 줄일 수 있으며, 전력 효율은 35% 가량 향상된다.
반도체 공정이 미세화 할수록 로직 영역의 성능은 향상되지만 아날로그 영역에서는 좁은 선폭으로 인해 저항이 증가하고 수신 주파수의 증폭 성능 저하, 소비전력 증가 등이 발생한다.
삼성전자는 적은 전력을 사용하면서도 신호를 크게 증폭할 수 있는 RF 전용 반도체 소자 'RFeFET™(RF extremeFET)'를 개발해 8나노 RF 공정에 적용했다. 특히 삼성전자는 RFeFET™의 전자가 흐르는 통로인 채널(Channel) 주변부에 특정 소재를 적용하고, 물리적인 자극을 통해 전자 이동 특성을 극대화했다.
삼성전자는 "RFeFET™의 성능이 크게 향상돼 RF 칩의 전체 트랜지스터 수가 줄어들어 소비전력을 줄일 수 있다"며 "아날로그 회로의 면적 또한 줄일 수 있다"고 설명했다.
진화된 파운드리 기술로 '반도체 비전 2030' 달성 박차
삼성전자는 2017년부터 지금까지 프리미엄 스마트폰을 중심으로 5억 개 이상의 모바일 RF 칩을 출하하며 시장 리더십을 유지하고 있다.
이형진 삼성전자 파운드리사업부 기술개발실 마스터는 "공정 미세화와 RF 성능 향상을 동시에 구현한 삼성전자 8나노 기반 RF 파운드리는 소형·저전력·고품질 통신의 장점을 갖춰 고객들에게 최적의 솔루션을 제공할 것"이라고 강조했다.
그는 이어 "삼성전자는 최첨단 RF 파운드리 경쟁력을 바탕으로 5G를 비롯한 차세대 무선통신 시장을 적극 대응해 나갈 것"이라고 말했다. 삼성전자는 초미세 공정 기술력, 안정적인 양산 체제, 파운드리 생태계 확대 등을 통해 '반도체 비전 2030' 달성에 박차를 가한다는 방침이다.
김기남 삼성전자 디바이스솔루션(DS) 부문 부회장은 지난달 13일 평택캠퍼스에서 열린 'K-반도체 벨트 전략 보고대회'에서 앞으로 10년 뒤인 2030년까지 시스템 반도체 분야에 171조 원을 투자해 비메모리 반도체 1등이 되겠다는 목표를 발표했다.
이는 2019년 4월 정부와 삼성전자가 '시스템 반도체 비전 선포식'에서 공개한 133조 원보다 투자금액을 38조 원 늘린 액수다. D램·낸드 등 메모리 반도체 세계 1위인 삼성전자가 파운드리를 비롯한 시스템 반도체 부문에서도 세계 1위를 달성하겠다는 것이다.
이와 함께 세계 최대 규모의 평택캠퍼스 P3 라인을 내년 하반기까지 완공해 메모리 반도체 부문의 '초격차' 전략을 가속화한다.
KPI뉴스 / 박일경 기자 ek.park@kpinews.kr
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