삼성 파운드리, 美 케이던스와 기술 협력...‘3나노 양산’ 가속 [TSMC 추격 속도내는 삼성]

삼성전자가 세계적인 반도체 설계자동화(EDA) 업체인 미국의 케이던스 디자인 시스템과 초미세공정인 3나노(1nm=1억분의 1m) 관련 기술을 비롯한 차세대 반도체 기술 개발 협력을 강화한다.

이번 협업을 통해 글로벌 파운드리(반도체 위탁생산) 1위인 대만 TSMC와 기술 경쟁도 한층 본격화할 것으로 예상된다.

8일(현지시간) 반도체 업계에 따르면 케이던스 디자인 시스템은 이날 삼성 파운드리(반도체 위탁생산) 부문에 ‘혼합 신호 오픈 엑세스 지원 프로세스 설계 키트(PDK)’를 제공했다고 밝혔다. 삼성은 PDK 프로그램을 활용해 반도체 설계·구현·물리적 검증 등 측면에서 기존 프로그램 대비 월등하게 빠른 솔루션을 제공받는다. 특히 게이트올어라운드(GAA)를 비롯한 3나노 관련 신기술 개발에 상당한 도움이 될 것으로 예상된다.

또한 양사는 데이터센터, 네트워크 시스템, 5세대 이동통신(5G) 관련 반도체 분야에 대해서도 기술 협력을 가속화하기로 했다. 케이던스 디자인 시스템의 경우 삼성 측으로부터 관련 빅데이터를 제공받을 것으로 전해졌다.

GAA는 반도체 초미세공정에서 반도체의 전류 조절 스위치 역할을 하는 트랜지스터의 성능과 효율을 크게 높이는 기술을 말한다. 윗면과 앞면·뒷면 총 3개 면을 트랜지스터의 게이트로 쓰는 기존의 핀펫(FinFET) 기술과 달리 게이트의 아랫면까지 활용해 전류 흐름을 섬세하게 제어할 수 있어, 초미세공정을 안정적으로 구현할 수 있는 핵심적인 구조로 꼽힌다.

현재 삼성과 TSMC는 내년 하반기로 예정된 3나노 공정의 조기 양산에 총력전을 펼치고 있다. 반도체 업계 관계자는 “초미세공정을 선점할 경우 주요 글로벌 고객사들에게 어필할 수 있는 강력한 무기가 될 수 있다”고 설명했다. 다만 TSMC는 GAA가 아닌 핀펫을 기반으로 하는 3나노 양산을 준비하고 있는 것으로 알려졌다. 그만큼 GAA 기술 개발이 쉽지 않다는 것을 의미한다.

나스닥 상장사인 케이던스 디자인 시스템은 시놉시스·멘토지멘스비지니스와 함께 세계 3대 EDA 업체로 꼽힌다. EDA(Electronic Design Automation)는 반도체 설계 소프트웨어 툴을 뜻하며, 팹리스(반도체 설계 전문)와 파운드리 업체를 주요 고객으로 삼고 있다.

마이클 잭슨 케이던스 디자인 시스템 부사장은 “이번에 삼성과 협력해 반도체 설계 등을 보다 효과적으로 생성하고 검증할 수 있도록 하는 새로운 프로세스를 개발했다”면서 “새 프로그램을 통해 반도체 생산에서 안정적인 전력 사용, 성능 향상 등을 기대할 수 있을 것”이라고 설명했다.

경쟁자에 맞서 삼성의 ‘글로벌 협업’도 한층 강화하고 있다. 미국의 EDA인 시놉시스는 지난 7월 “삼성전자와 GAA 기반 3나노 공정에 대한 테이프 아웃에 성공했다”고 언급했다. 테이프 아웃은 공정 개발을 마치고 제조사에 설계도를 넘기는 단계로, 설계한 칩을 검증한 뒤 시험생산에 시작에 나서게 된다.

‘파운드리 재진출’을 선언한 인텔의 반격도 향후 주목할 부분으로 꼽힌다. 인텔은 지난 7일(현지시간) 유럽에 최대 950억달러(약 110조원)를 투자해 새 반도체 공장을 짓는다고 밝혔다. 양대근 기자