최시영 삼성전자 파운드리사업부 사장이 4일 삼성동 코엑스에서 열린 '삼성 파운드리·SAFE 포럼'에서기조연설을 하고 있는 모습.ⓒ삼성전자

"AI라는 새로운 시대의 변화로 더욱 많은 혁신이 요구되고 있다. 새로운 고객들의 등장과 제품 다양화에 맞춰 고객들의 특색 있는 요구를 경쟁력 있고 최적화된 제품으로 만들 수 있도록 차별화된 디자인 서비스를 제공하겠다."

'2030년 파운드리 세계 1위'를 목표로 내건 삼성전자가 고성능 인공지능(AI) 반도체에 특화된 최첨단 공정에 힘을 쏟겠다는 계획을 밝혔다. 챗GPT 등장을 계기로 AI 반도체 수요가 늘어날 것으로 전망되는 가운데 100여 개의 SAFE(Samsung Advanced Foundry Ecosystem) 파트너와 협력 관계를 구축해 파운드리 최강자 TSMC 추격에 속도를 내겠단 의도로 풀이된다.

최시영 삼성전자 파운드리사업부 사장은 4일 서울 코엑스 오디토리움에서 열린 '삼성 파운드리 포럼 2023'에서 기조연설을 맡아 이처럼 말했다.

업계에서는 AI 반도체 시장이 챗GPT의 등장을 계기로 빠른 성장세를 보일 것으로 내다보고 있다. 시장조사업체 가트너는 AI 반도체 시장 규모가 2021년 347억 달러(약 45조1690억원)에서 2026년 861억 달러(112조763억원)까지 연평균 16% 성장할 것으로 전망했다.

최 사장은 AI 적용 분야가 크게 △서버 △모바일 △자동차 등으로 확대되면서 반도체 시장에 새로운 기회가 될 것으로 내다봤다.

최 사장은 "기존 인공지능의 한계를 넘어선 챗GPT로 대표되는 생성형 AI는 인간의 행위를 보완해 주던 영역을 창조 영역까지 확대했다"며 "AI는 더 이상 특정 산업에서 특정 용도로 사용되는 것이 아니고 서버, 모바일, 자동차 등 다양한 분야로 확대하면서 새로운 시장을 창출하고 있다"고 설명했다.

이어 "AI가 산업의 패러다임을 바꿀 만큼 파괴적인 영향력을 발휘할 것으로 기대된다"며 "이런 패러다임 변화로 반도체 시장도 새롭게 성장할 것"이라고 내다봤다.

이날 최 사장은 'PDK Prime' 솔루션 등 8인치부터 최첨단 2나노 GAA(게이트올어라운드) 공정까지 팹리스 고객의 최첨단 제품 설계 인프라를 발전시키기 위한 다양한 방법을 공유했다.

'PDK Prime' 솔루션을 올해 하반기부터 2나노, 3나노 공정 팹리스 고객에게 제공하고 향후 8인치와 12인치 레거시(Legacy) 공정으로 확대할 계획이다. 삼성전자는 제품 설계 시간을 단축할 수 있는 3개 항목과 설계 정확도를 높일 수 있는 2개 항목, 그리고 PDK 사용 편의성을 강화한 2개 항목을 PDK Prime에 구현했다.

아울러 AI 반도체에 가장 최적화된 GAA 트랜지스터 기술 혁신을 통해 팹리스 고객의 제품 설계 인프라를 발전시키고 AI 기술 패러다임 변화를 주도하겠다고 강조했다.

그는 "삼성의 새로운 GAA는 전력 소모를 획기적으로 줄이는 구조로 AI 개발의 가장 큰 저해요소인 에너지 효율을 해결할 수 있다"며 "높은 성능을 낮은 전력에서 구현하는 AI 반도체에 가장 최적화된 솔루션"이라고 설명했다.

그러면서 "스케일링 기술만으로는 증가하는 비용 문제를 모두 해결할 수 없기 때문에 첨단패키지 솔루션의 스테이킹 기술이 필요하고 이를 위한 다양한 노력을 하고 있다"고 덧붙였다.

최 사장은 최첨단 패키지 협의체 멀티 다이 얼라이언스(MDI)를 출범해 비욘드 무어(Beyond Moore) 시대를 주도하겠다는 포부도 공유했다. 구체적으로는 △2023년 하반기 평택 3라인 파운드리 제품 양산 △2024년 하반기 테일러 1라인 가동 △2025년 8인치 GaN(질화갈륨) 전력반도체 파운드리 서비스 등의 시나리오를 토대로 향후 고객 수요에 탄력적으로 대응하겠단 방침이다.

그는 "반도체 산업의 새로운 기술 패러다임인 비욘드 무어에 대한 노력으로 어드밴스 패키지 개발과 양산을 전담할 조직을 새로 신설했다"며 "스테이킹 테크놀로지 개발부터 다양한 분야의 고객이 원하는 맞춤형 어드밴스 패키지 플랫폼 제고에 집중하면서 삼성 파운드리 최상화를 제공할 수 있도록 노력할 것"이라고 말했다.

삼성전자가 4일 삼성동 코엑스에서 개최한 '삼성 파운드리·SAFE 포럼'에 고객과 파트너 1100여명이 참석한 가운데 최시영 삼성전자 파운드리 사업부 사장이 기조연설을 하고 있는 모습ⓒ삼성전자

이번 포럼에는 국내 주요 팹리스 기업인 LX세미콘, 리벨리온, 딥엑스(DeepX) 등이 세션 발표자로 참가해 삼성전자 파운드리 공정을 거친 AI·저전력 반도체 개발 성과를 소개했다.

국내 최대 팹리스 기업인 'LX세미콘'은 삼성전자 파운드리와 협력을 확대해 가겠단 계획을 밝혔다. 고대협 LX세미콘 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.

또 다른 AI 팹리스 기업 '리벨리온'은 지난 2월 삼성전자 파운드리 5나노 공정을 적용한 국내 최초 AI반도체 아톰(ATOM)을 출시했다. KT클라우드에 클라우드 기반 NPU 인프라를 처음으로 상용화하면서 본격적인 비즈니스에 박차를 가하고 있다.

박성현 리벨리온 CEO는 "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.

AI반도체 개발회사 '딥엑스'는 고성능, 저전력 AI 반도체 4종(DX-L1, DX-L2, DX-M1, DX-H1)을 삼성전자 파운드리 5나노, 14나노, 28나노 공정을 활용해 개발을 완료했다. 해당 반도체는 데이터 처리량이 적은 초소형 센서부터 CCTV, 머신비전, 가전, 로봇뿐만 아니라 최고 AI 알고리즘 연산을 요구하는 자율주행차, 스마트 팩토리, AI 연산처리 서버까지 체급별로 최적화된 AI 연산 성능을 지원한다.

김녹원 딥엑스 CEO는 "다양한 엣지와 서버 AI 응용 분야에 적합한 고성능 저전력 AI 반도체 4종을 삼성전자 파운드리 5나노, 14나노, 28나노 공정을 통해 개발했다"고 설명했다.

한편 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 올해 1분기 파운드리 점유율은 TSMC가 60.1%, 삼성전자 12.4%다. 삼성전자는 2025년 모바일 향 중심으로 2나노미터 공정(SF2)을 양산하고, 2026년과 2027년에 각각 고성능 컴퓨팅(HPC) 향 공정과 오토모티브 향 공정으로 확대하겠단 목표다.

4일 삼성동 코엑스에서 열린 '삼성 파운드리·SAFE 포럼'ⓒ삼성전자

©(주) EBN 무단전재 및 재배포 금지