삼성전자, Arm과 협력 확대…"'GAA' 공정 기술 경쟁력 높인다"

▲삼성전자 파운드리사업부 관게자들이 화성캠퍼스 3나노 양산라인에서 3나노 웨이퍼를 보여주고 있다. (자료제공=삼성전자)

삼성전자가 영국 반도체 설계업체 Arm과 함께 게이트올어라운드(GAA) 공정 기술력을 강화한다.

삼성전자 파운드리 사업부는 최첨단 GAA 공정에 Arm의 차세대 시스템온칩(SoC) 설계 자산(IP)을 최적화하기로 했다고 21일 밝혔다.

삼성전자는 Arm과의 협력을 통해 팹리스 기업의 최첨단 GAA 공정에 대한 접근성을 높이고, 차세대 제품 개발에 소요되는 시간과 비용을 최소화할 계획이다.

GAA 기술은 기존 핀펫(FinFET) 기술 대비 전류가 흐르는 채널을 늘려 데이터 속도와 전력 효율을 높인 기술이다. 최근 반도체 시장의 '게임 체인저'로 평가 받고 있다. 삼성전자는 2022년 6월 세계 최초로 GAA를 3나노미터(nm·10억 분의 1ｍ) 공정에 도입한 바 있다.

삼성전자는 이번 협업은 다년간 Arm 중앙처리장치(CPU) IP를 삼성 파운드리의 다양한 공정에 최적화해 양산한 협력의 연장선이라고 설명했다. 삼성 파운드리는 10년 이상 Arm과 협력을 이어오고 있다. 2018년 7월에는 Arm과 7nm, 5nm 핀펫 공정 기술로 협력 확대를 발표한 바 있다.

양사 협업으로 팹리스 고객들은 생성형 인공지능(AI) 시대에 걸맞는 SoC 제품 개발 과정에서 Arm의 최신형 CPU 접근이 쉬워질 전망이다.

삼성전자와 Arm의 협력은 팹리스 기업에게 적기에 제품을 제공하면서도 우수한 PPA(소비전력·성능·면적)를 구현하는 것에 초점을 맞출 계획이다.

양사는 이를 위해 협력 초기부터 설계와 제조 최적화를 동시에 처리하는 DTCO(Design-Technology Co-Optimization)를 채택해 Arm의 최신 설계와 삼성전자의 GAA 공정의 PPA 개선 효과를 극대화했다.

양사는 이번 파트너십을 통해 삼성전자의 GAA 공정을 기반으로 Arm의 차세대 코어텍스(Cortex)-X CPU의 접근성을 극대화하고, 고객의 제품 혁신을 지원할 방침이다.

아울러 이번 협업을 계기로 다양한 영역에서 협력을 확대할 계획이다.

양사는 차세대 데이터센터와 인프라 맞춤형 반도체를 위한 2nm GAA와 미래 생성형 AI 모바일 컴퓨팅 시장을 겨냥한 AI 칩렛 솔루션을 순차적으로 선보일 계획이다.

계종욱 삼성전자 파운드리 사업부 디자인플랫폼개발실 부사장은 "양사는 다년간 쌓아온 견고한 파트너십을 통해 최첨단 기술과 노하우를 축적해왔으며, 이번 설계 기술 최적화를 통해 팹리스 고객들에게 최선단 GAA 공정 기반 초고성능, 초저전력 코어텍스-CPU를 선보이겠다"고 말했다.

크리스 버기 Arm 클라이언트 사업부 수석부사장 겸 총괄 매니저는 "삼성전자와의 오랜 협력관계를 통해 다년간 혁신을 지속할 수 있었다"며 "양사는 모바일 컴퓨팅의 미래를 재정립하고, AI 시대에 요구되는 성능과 효율을 제공하기 위해 혁신을 거듭할 것"이라고 말했다.

한편 삼성 파운드리는 현재 첨단 공정과 안정적인 수율을 기반으로 안정적인 수주 행보를 이어가고 있다.

KB증권 리포트에 따르면 지난해 삼성 파운드리 수주는 160억 달러로, 역대 최대 규모를 달성했다. 삼성 파운드리 고객 수는 2022년 100개에서 △2023년 120개 △2026년 169개 △2028년 210개 등으로 추정돼 6년 만에 두 배 이상 늘어날 것으로 전망된다.

삼성전자는 3nm GAA 공정의 안정적인 양산과 함께 2nm 공정 개발에도 박차를 가해 AI 가속기와 같이 빠르게 성장하는 분야의 매출 비중을 확대해 나갈 계획이다.