삼성전자와 TSMC가 5G 통신칩셋 파운드리 시장에서 초미세공정 경쟁을 벌인다. 스마트폰 애플리케이션 프로세서(AP) 등 첨단 반도체 중심으로 시작된 초미세공정 경쟁이 통신칩셋으로 확대하고 있다.
삼성전자는 8나노 RF(무선주파수) 공정 기술을 개발하고 5G 이동통신용 반도체 파운드리 서비스를 강화한다고 9일 밝혔다. 삼성전자는 8 나노 RF 파운드리로 멀티 채널, 멀티 안테나를 지원하는 5G 통신용 무선통신 칩을 원칩 솔루션으로 제공한다. 현재 많이 사용되는 서브 6GHZ 뿐만 아니라 속도가 훨씬 빠른 밀리미터파(mmwave)까지 모두 지원한다.
무선통신칩은 모뎀칩에서 나오는 디지털 신호를 아날로그로 변환하거나 반대로 모뎀칩으로 전송하기도 하는 무선주파수 송수신 반도체다. 5G 시대로 접어들면서 무선통신칩도 초미세공정 도입이 점차 중요해지고 있다. 5G는 LTE보다 많은 데이터를 주고받는데, 초미세공정을 도입하면 동일한 면적에서 성능을 더 끌어올릴 수 있기 때문이다. 삼성전자 8나노 RF 공정은 이전 14나노 공정 대비 RF 칩 면적을 약 35% 줄일 수 있으며, 전력 효율도 약 35% 향상된다.
무선통신칩은 초미세공정 못지 않게 최적화도 중요하다. 반도체 공정이 미세화할수록 로직 영역의 성능은 향상되지만 아날로그 영역에서는 좁은 선폭으로 인해 저항이 증가하고 소비전력이 늘어날 수 있기 때문이다. 삼성전자는 무선통신칩 전용 반도체 소자 ‘RFeFET’을 개발해 무선통신칩 공정을 8나노로 구현하면서도 로직과 아날로그 회로의 성능을 동시에 향상시켰다.
삼성전자는 2015년 28나노 12인치 무선통신칩 파운드리 서비스를 시작했으며, 2017년 업계 최초로 14나노 공정을 양산했다. 삼성전자는 2017년부터 지금까지 프리미엄 스마트폰을 중심으로 5억개 이상의 모바일 무선통신칩을 출하했다.
TSMC도 지난 1일 6나노 공정의 무선통신칩 기술인 N6RF를 발표했다. TSMC는 이전 세대 기술인 16나노 공정보다 16% 이상 성능을 끌어올렸다고 주장했다. 서브 6GHZ와 밀리미터파를 모두 지원한다.
5G 통신 반도체 시장에서 가장 큰 위치를 차지하고 있는 업체는 퀄컴이다. 퀄컴은 통신칩 파운드리를 TSMC와 삼성전자에 나눠 맡기고 있다. 때문에 5G 무선통신칩 파운드리는 한쪽으로 기울지 않았다는 분위기다. 삼성전자 파운드리사업부 기술개발실 이형진 마스터는 “삼성전자는 최첨단 무선통신칩 파운드리 경쟁력을 바탕으로 5G를 비롯한 차세대 무선통신 시장을 적극 대응해 나갈 것”이라고 말했다.
김준엽 기자 snoopy@kmib.co.kr
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