반도체 3차원(3D) 적층 기술이 메모리를 넘어 시스템 반도체로 확산된다. ‘시스템 반도체 3D 시대’ 역시 삼성전자가 처음으로 문을 열었다.
삼성전자는 업계 최초로 3D 트랜지스터 구조 핀펫(FinFET) 공정을 적용한 ‘14나노 모바일 애플리케이션프로세서(AP)’ 양산에 돌입했다고 16일 밝혔다. 다음 달 공개될 삼성전자 스마트폰 갤럭시S6에 탑재될 ‘엑시노스 7420’부터 3D 적층 기술이 적용된다. 삼성전자는 앞으로 출시될 신형 엑시노스에는 모두 적층 공정기술을 사용하기로 했다.
엑시노스 7시리즈는 14나노 로직 공정으로 20나노 공정(엑시노스 5433)보다 성능이 20% 향상되고 소비전력은 35% 감소할 뿐만 아니라 생산성도 30% 개선했다. 고성능, 저전력, 고생산성의 특징을 갖춘 최첨단 여러 기술이 집적됐다는 설명이다.
삼성전자는 메모리 업계 최초로 3D V낸드 양산에 성공하는 등 3D 반도체 공정 분야의 축적된 기술력을 바탕으로 로직 공정분야에서도 최고 성능의 3D 핀펫 구조를 완성했다. 이번 14나노 모바일 AP 양산을 통해 삼성전자는 메모리 반도체와 시스템 반도체 모두에 3D 반도체 공정을 적용해 미래 ‘3D 반도체 시대’를 선도하게 됐다.
특히 메모리 반도체 사업에 비해 부진했던 시스템LSI 부문의 사업을 강화할 수 있는 큰 기회를 잡았다는 업계 평가다.
한갑수 삼성전자 시스템LSI 사업부 부사장은 “회사의 첨단 로직공정 기술은 업계 최고 수준이며, 이번 14나노 모바일 AP 공급으로 최고 스펙 스마트폰의 성능 향상이 가능해 향후 신규수요 확대에 긍정적인 영향을 미칠 것”이라고 말했다.
삼성전자는 14나노 핀펫 공정을 ‘엑시노스 7 옥타’ 시리즈 신제품에 처음 적용하고, 올해 다양한 제품으로 확대해 나갈 계획이다.
삼성전자는 기존 20나노 공정에서 사용하고 있는 평면(planar) 구조의 한계를 극복하기 위해 3D 트랜지스터 구조의 핀펫 공정을 적용했다. 트랜지스터의 성능 향상은 물론이고 공정미세화를 통해 경쟁사와의 기술 격차를 벌리는 데 성공했다. 2000년대 초반부터 핀펫 공정 연구를 시작해 2003년 국제전자소자회의(IEDM)에서 첫 논문 발표를 시작으로 핀펫 공정 관련 다양한 기술들을 발표해 왔다. 수십 건의 관련 특허도 확보했다.
김승규기자 seung@etnews.com