반도체 왕좌 굳히는 삼성… 10나노 시대 열었다

김기남 삼성전자 반도체총괄 사장은 23일(현지시간) 미국 샌프란시스코에서 열린 국제고체회로학회(ISSCC) 기조연설에서 반도체 미세화 공정을 소개하며 10나노 기술 개발을 완료했다고 밝혔다. ISSCC는 매년 세계 반도체 전문가들이 모여 관련 연구 논문을 발표하는 자리로, 세계 3대 반도체 기술 관련 학회로 꼽힌다.

김 사장은 “다가올 미래에는 사물인터넷(IoT)을 포함한 다양한 정보기술(IT) 기기의 확산으로 ‘데이터 중심 시대’가 도래할 것으로 예상된다”면서 “실리콘 반도체 기술 혁신을 통해 이런 데이터를 처리할 수 있는 반도체 칩 성능 향상과 저전력 솔루션 확보가 가능하다”고 설명했다.

그는 실리콘 공정 미세화, 첨단 패키징, 애플리케이션 최적화 시스템 솔루션 등 삼성전자의 첨단 기술을 소개하는 가운데 10나노 공정 기술을 공개했다.

현재 시스템반도체 부문에서 14나노 공정 양산을 시작한 곳은 삼성전자가 유일하다. 인텔이 지난해 8월 세계 최초로 14나노 공정을 적용한 ‘브로드웰-Y’ 프로세서를 공개하고 양산을 시작했지만 이는 PC용 제품인 만큼 모바일용 제품에서는 삼성전자가 세계 최초의 기술력을 입증한 셈이다.

14나노 핀펫 미세공정의 효과는 벌써부터 감지되고 있다. 그동안 애플과의 특허 분쟁으로 삼성전자는 애플 ‘아이폰5S’와 ‘아이폰6·6플러스’ 애플리케이션 프로세서(AP) 위탁생산(파운드리) 상당 부분을 대만 TSMC에 내주며 시스템반도체 경쟁력이 크게 약화됐다.

시장조사업체 IC인사이츠에 따르면 2013년 세계 반도체 파운드리 시장은 대만 TSMC가 46%의 점유율로 1위를 차지했다. 이어 글로벌 파운드리가 점유율 10%로 2위를, 삼성전자는 9.2%를 기록해 UMC와 함께 공동 3위에 머물렀다.

하지만 올해 전망은 밝다. 삼성전자는 미세공정 경쟁력을 앞세워 올 3분기 출시되는 애플의 차세대 스마트폰 ‘아이폰7(가칭)’의 AP ‘A9’ 대부분의 물량을 생산할 것으로 알려졌다.

시스템반도체의 핵심인 AP 위탁생산이 확대될 경우 삼성전자의 시스템LSI사업부는 올해 적자 탈출이 가능할 전망이다. 업계에서는 지난해 분기별 2000억~5000억원 수준의 적자를 낸 시스템LSI사업부가 올해 3분기 흑자전환할 것으로 보고 있다.

인텔과 TSMC 등 경쟁 업체들의 추격도 거세다. 20나노 공정을 주력으로 하고 있는 TSMC는 올해 3분기 16나노 공정 반도체 양산 및 4분기 10나노 시제품 출시 등을 목표하고 있다. 세계 시스템반도체 시장 1위인 인텔은 올 하반기 14나노 공정 제품을 양산할 계획이며 2016년에는 10나노 제품을 양산할 예정이다.

삼성전자는 지난해 세계 최초로 20나노 공정을 적용한 모바일·PC·서버 D램 양산에 성공했다. SK하이닉스는 25나노 공정이 성숙단계에 진입한 상태로, 올 상반기 내 20나노 초반 모바일 D램을 양산을 시작할 예정이다. 삼성전자와 SK하이닉스와 함게 D램 시장 3강 체제를 구축하고 있는 미국 마이크론은 20나노 후반 공정을 주력으로 현재 25나노 비중을 늘리고 있다.

시장조사업체 D램익스체인지에 따르면 2014년 4분기 세계 D램 시장은 삼성전자(41.4%)와 SK하이닉스(27.7%)가 70.4%의 압도적 점유율(매출액 기준)로 1, 2위를 차지하고 있다. 마이크론은 24%로 3위다.