메모리를 넘어…‘비메모리’ 왕좌도 도전

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올 엑스노스·초고속 이미지센서 첫선
파운드리 사업부 분리…IoT시대 대응

삼성전자가 4차 산업혁명 시대를 맞아 시스템반도체(시스템 LSI)·파운드리(반도체위탁생산) 등 ‘비(非)메모리’ 분야의 영향력도 대거 확대해 나가고 있다.

삼성전자가 올 1월 선보인 ‘엑스노스9(9810)’은 초고속 모뎀을 탑재하고 인공지능(AI) 연산을 강화한 고성능 모바일 애플리케이션프로세서(AP)다. 스마트폰의 두뇌 역할을 하는 이 제품은 2세대 10나노 핀펫(반도체를 평면이 아니라 입체적인 3D 형태로 만들어 성능을 대폭 개선하는 기술) 공정을 기반으로 독자 개발한 3세대 중앙처리장치(CPU) 코어와 업계 최고 수준의 롱텀에볼루션(LTE) 모뎀을 장착해 프리미엄 스마트기기에 최적화된 솔루션으로 평가받는다.

특히 신경망(Neural Network)을 기반으로 한 딥러닝(심화학습) 기능과 보안성을 강화했으며 삼성전자가 개발한 ‘Cat.18 6CA(Carrier Aggregation)’ 기술 기반 모뎀이 탑재돼 업계 최고 수준인 1.2Gbps의 다운로드 속도와 200Mbps의 업로드 속도를 구현할 수 있다.

삼성전자가 올 2월 선보인 D램 적층 이미지센서 ‘ISOCELL FAST 2L3’는 이미지센서 내부에 2Gb D램(LPDDR4)을 적층해 초당 960프레임의 슈퍼 슬로 모션 녹화와 120분의 1초 고속 촬영을 지원하는 1200만 화소 이미지센서 신제품이다.

‘ISOCELL Fast 2L3’는 이미지센서와 모바일 프로세서 간의 전송 대역폭 한계를 극복하기 위해 아날로그 로직 층 아래 별도의 모바일 2Gb D램을 추가한 3단 적층 구조로 돼 있어 초고속 촬영 시 발생하는 방대한 데이터를 내장된 D램에 저장할 수 있어 스마트폰에서도 슈퍼 슬로모션 녹화를 가능하게 했다.

이런 가운데 삼성전자는 파운드리 사업 강화를 위해 지난해 5월 파운드리 사업부를 별도로 분리했다. 수많은 양의 데이터를 생성·처리·연결하는 기술이 요구되고, 이를 위해 실리콘 반도체 기술의 혁신을 통한 칩의 성능 향상과 저전력 솔루션이 필수적인 사물인터넷(IoT) 시대에 전면 대응하기 위해서다.

삼성전자는 최신 극자외선(EUV) 노광(빛을 이용해 웨이퍼에 회로를 새기는 공정) 기술을 적용한 7나노(1나노=10억 분의 1m) 파운드리 미세 공정을 선보이고, 화성 공장에 EUV 라인을 건설하는 등 적극적으로 대응하고 있다.

삼성전자의 7나노 공정은 이에 힘입어 10나노 공정 대비 면적을 40% 축소할 수 있고, 성능 10% 향상 및 동일 성능에서 35% 향상된 전력 효율을 제공한다.

삼성전자는 최근에는 2020년 3나노 시대를 이르는 미세 공정 로드맵도 공개해 관련 업계의 이목을 집중시키고 있다.