삼성만의 기술… 시스템반도체 부활 신호탄

갤S6 탑재할 14나노 모바일AP 양산
세계첫 3D구조 ‘핀펫 공정’ 적용… 전력소비 35%줄고 성능 20% 향상
4%대로 떨어진 점유율 회복 나서

삼성전자가 3차원(3D) 구조로 반도체를 만드는 ‘핀펫(FinFET) 공정’을 적용한 14나노 모바일AP(Application Processor) 양산을 세계 최초로 시작했다고 16일 공식 발표했다. 2년 넘게 부진을 면치 못했던 시스템반도체 시장에서 3D와 미세공정 기술력을 기반으로 부활의 신호탄의 날렸다는 분석이 나온다.

14나노 핀펫 공정은 갤럭시S6에 탑재될 모바일AP ‘엑시노스7옥타’에 처음 적용된다. 휴대전화의 ‘두뇌’ 역할을 하는 모바일AP는 대표적인 시스템반도체 분야다. 엑시노스7옥타는 20나노 평판 공정으로 만든 이전 제품보다 전력 소비가 35% 적으면서도 성능은 20% 좋아졌다. 삼성전자 시스템반도체 사업을 총괄하는 김기남 시스템LSI사업부장(사장)은 “14나노 수율이 만족스러운 수준”이라며 자신감을 드러냈다.

14나노의 미세공정은 물론이고 핀펫 공정을 적용한 제품 양산도 현재로선 삼성전자만 가능하다. 핀펫은 반도체를 옆으로 붙이는 대신 아래위로 쌓는 방식. 평면 구조에 비해 누설(漏泄) 전류가 줄어들고 성능이 향상되지만 만들기가 어렵다. 삼성전자는 2000년대 초반부터 핀펫 공정 연구를 시작해 기술력을 쌓았다. 이번 모바일AP 양산으로 메모리반도체의 일종인 낸드플래시 ‘V낸드’에 이어 시스템반도체 분야에서도 3D 제품을 독보적으로 보유하게 됐다.

이 기술에 대해서는 삼성전자가 모바일AP 시장점유율 20%를 차지했던 2012년의 ‘전성기’로 돌아갈 기반을 만들었다는 평가도 있다. 당시 사상 최대치였던 실적은 엑시노스를 탑재한 갤럭시S3가 높은 판매량을 기록하고, 아이폰에 들어가는 애플의 모바일AP 위탁생산도 전량 수주하면서 가능했다.

그러나 이후 갤럭시S 시리즈에 엑시노스 대신 퀄컴 제품 탑재가 늘어나고 애플의 위탁 물량은 대만 반도체 전문기업 TSMC로 넘어가면서 부진의 늪에 빠졌다. 2014년 삼성전자의 모바일AP 점유율은 4.2%에 불과하다.

올해는 다시 2012년과 같은 상황이 됐다. 갤럭시S6 물량 전체에 엑시노스7옥타가 탑재되고 애플의 차기 모델인 아이폰7에도 이 공정을 적용한 모바일AP를 삼성전자가 위탁생산할 것이 확실시된다. 경쟁사 퀄컴은 최신 제품 ‘스냅드래곤810’이 발열(發熱) 논란에 휩싸이면서 주춤하고 있다. TSMC도 기술력에서 삼성전자에 뒤처진 상태다.

한갑수 삼성전자 시스템LSI사업부 전략마케팅팀 부사장은 “삼성전자의 최첨단 공정기술은 업계 최고 수준”이라며 “올해 다양한 제품으로 확대해 나갈 것”이라고 밝혔다.

황태호 기자 taeho@donga.com