▲삼성 파운드리 2024 기조 연설을 맡은 최시영 삼성전자 파운드리 사업부장(사장)이 발언하는 모습. 사진=삼성전자 제공
본격 인공지능(AI) 시대의 도래에 따라 반도체 혁신이 요구된다. 이 가운데 통합 반도체 솔루션을 제공하는 삼성전자가 기술 로드맵을 공개하며 자신감을 드러냈다.
삼성전자는 삼성 파운드리·세이프(SAFE) 포럼 2024를 개최해 국내 시스템 반도체 생태계 강화 성과와 향후 지원 계획을 9일 공개했다.
삼성 파운드리 포럼의 주제는 'AI 혁명 강화(Empowering the AI Revolution)'였다. 삼성전자는 이날 AI를 주제로 자사 파운드리만의 공정 기술∙제조 경쟁력∙ 에코 시스템∙시스템 반도체 설계 솔루션 등을 발표했다.
최시영 삼성전자 파운드리 사업부장(사장)은 이날 기조 연설에서 “침체된 시장 환경 속에서도 AI는 놀라운 속도와 수준으로 진화해왔고, 이의 지속성을 위해서는 다양한 분야에서의 기술과 반도체 혁신이 어느 때보다도 필요한 시점"이라고 운을 뗐다.
AI에 요구되는 성능이 증가할수록 그에 따른 에너지 소모량도 계속 증가하는 추세다. 전 세계 데이터 센터에서 사용하는 전력 소비량 2022년에는 전체 전력 수요의 2% 수준이었지만 전 세계적 AI 열풍으로 2026년에는 최대 2배 늘어날 것으로 전망된다. 이 같은 에너지 소비량의 폭발적인 증가는 AI 발전에 상당한 큰 제약으로 작용할 수 있다.
다양한 전문 지식과 대용량의 데이터를 학습시킴과 동시에 정확도까지 확보하기 위해서는 필요한 컴퓨팅 자원의 양도 늘고 있고, 이는 개발 비용의 증가로 이어진다.
최 사장은 “이와 같은 문제 해결을 위한 인프라 운영 비용 증가도 고객들에게는 매우 부담으로 작용하고 있다"며 “이들에게 필요한 설계·고성능 설계 자산(IP)·공정·패키지 등 개별 솔루션뿐 아니라 설계·제조·시스템 개발의 검증까지 전체적인 과정을 통합적으로 제공할 수 있는 AI 솔루션 일괄 생산(턴키) 서비스로 차별화에 나서겠다"고 언급했다.
삼성전자는 특히 AI 반도체에 적합한 저전력·고성능 반도체를 구현하기 위한 GAA(Gate-All-Around) 공정과 2.5차원(D) 패키지 기술 경쟁력을 바탕으로 선단 공정 서비스를 강화한다는 전략이다. 또 일본 프리퍼드 네트웍스(PFN)의 2나노(SF2) 기반 AI 가속기 반도체를 2.5차원(I-Cube S) 첨단 패키지를 통해 양산한다.
최 사장은 “올해로 3년차를 맞는 세계 최초 3나노 GAA 구조 기반 파운드리 양산 노하우를 바탕으로 안정적인 성능과 수율을 기반으로 3나노 2세대 공정도 예정대로 시작했다"고 말했다.
▲삼성전자 AI 솔루션 기술 계획. 자료=삼성전자 제공
국내 우수 팹리스 업체들이 고성능 컴퓨터(HPC)·AI 분야에서 영향력을 빠르게 확대해 나갈 수 있도록 디자인 솔루션 파트너(DSP)들과 적극적으로 지원하겠다는 방침도 내놨다.
삼성전자는 국내 고객들이 최신 공정 기술을 활용할 수 있도록 기술 지원을 제공하고 있으며, 시제품 생산을 위한 '멀티 프로젝트 웨이퍼(MPW)' 서비스를 운영하고 있다. 이 서비스를 활용하는 고객은 단일 웨이퍼에 여러 종류의 설계를 배치해 테스트하는 등 제조 비용을 절감하고 더욱 완성도 높은 반도체를 개발할 수 있다.
삼성전자의 올해 MPW 서비스 총 횟수는 4나노 공정부터 고성능 전력 반도체를 생산하는 BCD 130나노 공정까지 32회로 작년 대비 약 10% 증가했고 내년에는 35회까지 확대된다. 국내 팹리스와 DSP의 수요가 많은 4나노의 경우 내년 MPW 서비스를 올해보다 1회 더 추가 운영해 HPC·AI 분야 국내 첨단 반도체 생태계 확대를 적극 지원한다.
최 사장은 “국내 팹리스 고객들과의 협력을 위해 선단 공정 외에도 다양한 스페셜티 공정 기술을 지원하고 있다"며 “AI 전력 효율을 높이는 BCD와 엣지 디바이스의 정확도를 높여주는 고감도 센서 기술 등 스페셜티 솔루션을 융합해 나가며 고객에게 가장 필요한 AI 솔루션을 제공해 나갈 것"이라고 부연했다.
이어진 세이프 포럼에서 삼성전자와 국내외 파트너들은 2.5D·3D 칩렛 설계 기술과 IP 포트폴리오, 설계를 검증하고 최적화하는 방법론 등 AI 반도체 설계 인프라를 집중 소개했다.
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