[뉴스워커_기업] 본격적으로 기술 초격차 전략 발동하는 삼성전자
[뉴스워커_기업] 본격적으로 기술 초격차 전략 발동하는 삼성전자
  • 염정민 기자
  • 승인 2021.10.14 17:14
  • 댓글 0
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장기적 관점에서 기술 초격차로 전망 어둡지 않은 삼성전자
그래픽_뉴스워커 AG1팀

사상 최초로 20213분기에 분기 매출액 73조원 기록한 삼성전자


지난 108삼성전자는 연결재무제표 기준 20213분기에 매출액 73.00조원 그리고 영업이익 15.80조원을 기록한 잠정 영업실적을 발표했다.

삼성전자가 분기별 매출액 70조원을 돌파한 것은 20213분기가 처음이다.

20213분기의 매출액 73.00조원은 전년 동기와 비교하여 9.02% 증가했으며, 영업이익은 전년 동기와 비교하여 27.94% 증가한 수준이다.

20213분기까지 누적 영업실적도 전년 동기와 비교하여 개선되어 연결재무제표 기준 삼성전자의 연간 영업실적도 전년 동기와 비교하여 개선될 가능성이 높아졌다는 평가다.

삼성전자의 20213분기 누적 매출액은 202.06조원으로 전년 동기에 기록했던 175.26조원보다 15.29% 증가했으며, 누적 영업이익은 37.75조원으로 전년 동기에 기록했던 26.95조원 보다 40.07% 증가한 것으로 파악됐다.

영업이익률은 20213분기 기준 21.64%를 기록하여 전년 동기의 18.44%보다 3.20%P 증가했으며, 누적 영업이익률 또한 18.68%로 전년 동기의 15.38%보다 3.30%P 증가하여 20203분기보다 영업효율성이 개선됐다.


삼성전자, EUV 공정을 적용하여 14나노 DDR5 D램 양산


지난 1012일 삼성전자는 EUV 공정을 적용하여 14나노 DDR5 D램 양산에 돌입했다고 발표했다.

올해 1월 경쟁기업인 마이크론이 세계 최초로 1αD램을 출하했다고 발표하여 삼성전자의 초격차 전략에 지장이 오는 것이 아닌가 하는 우려가 일각에서 제기되기도 했다.

마이크론이 구체적인 수치를 밝히지는 않았지만 업계에서는 마이크론이 출하했다고 밝힌 1αD램을 10나노미터 중반 정도의 13~14나노 정도로 추정하고 있다.

즉 마이크론이 삼성보다 한걸음 앞서 14나노급 D램을 양산했다는 사실로 인해 삼성전자와 경쟁기업 사이의 기술력 격차가 크게 좁혀지는 것이 아닌가 하는 우려가 제기되었던 것이다.

하지만 마이크론 스스로도 밝혔듯이 마이크론은 1αD램 양산에 EUV를 적용하지 않고 불화아르곤 광원을 적용했다.

마이크론이 사용한 불화아르곤 광원은 193나노 정도의 파장을 가지는데 반해 EUV(극자외선, Extreme Ultra-Violet)13.5나노 정도의 파장을 가진다.

정확한 비유는 아니지만 13.5나노 정도의 파장을 가진 EUV는 세밀한 붓으로 193나노 정도의 파장을 가진 불화아르곤 광원은 비교적 두꺼운 붓으로 비유가 가능하다.

즉 반도체 회로가 소형화될수록 불화아르곤 광원은 EUV에 비해 세밀한 회로를 그리는 것에 한계를 가질 수밖에 없다.

마이크론 또한 이런 한계를 잘 알고 있었기에 1αD램을 양산하는 것에 있어서 여러 가지 복잡한 공정을 추가했다.

반면 삼성전자는 14나노 D램 양산에 EUV 공정을 적용하기에 마이크론이 구사한 복잡한 공정들을 활용하지 않아도 되므로 이후 생산성은 더 높아질 것으로 전망된다.

삼성전자에 따르면 5개 레이어에 EUV 공정이 적용된 삼성전자의 14나노 D램은 업계 최고 수준의 웨이퍼 집적도로 이전 세대 대비 생산성이 약 20% 향상됐다.

게다가 파장이 비교적 긴 불화아르곤 광원 자체의 한계 때문에 14나노 이하로 반도체 회로가 소형화될 경우, 불화아르곤 광원을 사용하는 마이크론은 EUV를 활용하고 있는 삼성전자에 비해 D램 양산에 더욱 어려움을 겪을 가능성이 높다는 평가다.

이와 같은 배경에서 마이크론 또한 EUV 공정 도입을 시도하고 있는 것으로 알려지고 있으며, 업계에서는 대략 2024년 이후에 마이크론이 EUV 공정을 도입할 능력을 보유할 것으로 추정하고 있다.

한편 이번에 삼성전자가 개발한 DDR5 D램의 데이터 전송속도는 최대 7200Mbps로 이전 세대인 DDR4 D램의 3200Mbps보다 2배 이상 빠른 것으로 평가된다.

삼성전자는 높은 속도 등 고성능의 D램이 요구되는 AI, 메타버스, 5G 시대에 대응하기 위해 신형 DDR5 D램을 시장에 공급할 예정이며, EUV 공정의 숙련도를 높여 생산성을 극대화할 계획이다.


‘GAA 기반 3나노 및 2나노 생산계획‘17나노 핀펫 신공정 개발


지난 107일 삼성전자는 삼성 파운드리 포럼 2021’에서 ‘GAA 기술 기반 3나노 및 2나노 공정 양산 계획‘17나노 핀펫 신공정 개발에 대해 소개했다.

먼저 삼성전자는 2022년 상반기 GAA 기술을 3나노에 적용한 후 2025년에는 GAA 기반 2나노 공정 양산을 추진할 계획이라고 설명했다.

GAA(Gate-All-Around)란 트랜지스터의 게이트와 채널 간에 닿는 면적을 입체적(3D)으로 설계하여 증가시키는 기술을 의미한다.

기존 평면(2D)으로 설계된 반도체 구조로는 트랜지스터를 소형화하다보면 소스와 드레인간 거리가 가까워져 누설전류가 생기는 현상이 발생하는 등 동작전압을 낮추는 것에 한계가 있었다.

이를 해결하기 위해 3D 입체 구조로 게이트와 채널 간에 닿는 면적을 증가시킨 이른바 핀펫(FinFET) 기술이 개발됐다.

하지만 핀펫 기술을 적용해도 4나노 이하에서는 동작전압을 낮추기 어려운 한계가 존재했기 때문에, 삼성전자는 차세대 GAAMBCFET(Multi Bridge Channel FET)를 개발하여 3나노에 적용하기로 한 것이다.

삼성전자에 따르면 차세대 GAA를 적용한 3나노 공정 반도체는 기존 핀펫 기반 5나노 공정 반도체 대비 성능은 30%가 향상되며 전력소모는 50% 면적은 35% 감소할 것으로 전망된다.

한편 삼성전자는 기존 핀펫 기술을 개량하여 비용적인 측면에서 효율성을 추구하고 응용 분야별 경쟁력을 높인다는 전략 또한 소개했다.

이번에 삼성전자가 개발한 17나노 핀펫 공정은 기존 28나노 공정 대비 성능은 39% 전력 효율은 49% 향상되는 동시에 면적은 43%를 감소시킬 수 있을 것이라는 평가다.

이와 같은 배경에서 최근 시장조사업체인 트랜드포스가 내년 D램 가격이 하락할 수 있다는 삼성전자에 다소 불리한 전망을 내놓기도 했지만, 경쟁기업과의 기술적 초격차를 유지 혹은 더 증가시키려고 하는 삼성전자의 장기적 전망은 어둡지 않다는 전망이 나온다.


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