【뉴스퀘스트=김민우 기자】 삼성전자가 업계 최초로 5나노 eMRAM(Embeded Magnetic Random Access Memory) 개발 계획을 밝히는 등 차세대 전장 파운드리 기술을 선도하겠다는 포부를 밝혔다.

삼성전자는 19일(현지시간) 독일 뮌헨에서 열린 '삼성 파운드리 포럼 2023'을 통해 최첨단 2나노 공정부터 8인치 웨이퍼를 활용한 레거시 공정에 이르기까지 다양한 맞춤형 솔루션을 선보인다고 밝혔다.

또 이날 최첨단 공정 로드맵과 전장(Automotive) 등 응용처별 파운드리 전략을 공개했다.

◇업계 최초, 2027년 5나노 eMRAM 개발 계획

삼성전자는 최첨단 2나노 전장 솔루션 양산 준비를 오는 2026년 완료하는 한편, 차세대 eMRAM(embedded Magnetic Random Access Memory, 내장형 MRAM)과 8인치 BCD 공정 포트폴리오를 확대한다.

특히, 삼성전자는 이번 포럼에서 업계 최초로 5나노 eMRAM 개발 계획을 밝혀 화제가 됐다.

eMRAM은 빠른 읽기와 쓰기 속도를 기반으로 높은 온도에서도 안정적으로 동작 가능한 전장용 차세대 핵심 메모리 반도체이다.

앞서 2019년 업계 최초로 28나노 FD-SOI 공정 기반 eMRAM을 탑재한 제품을 양산한 바 있으며, 현재 2024년 완료를 목표로 AEC-Q100 Grade 1에 맞춰 핀펫(FinFET) 공정 기반 14나노 eMRAM을 개발 중이다.

FD-SOI(완전공핍형 실리콘 온 인슐레이터)은 실리콘 웨이퍼 위에 전기가 통하지 않는 절연막(SiO2)을 형성하고 그 위에 트랜지스터를 구성하는 기술로 트랜지스터 동작시 발생하는 누설 전류를 크게 줄일 수 있다는 장점이 있다.

또 AEC-Q100(Automotive Electronic Council)은 자동차 부품 협회에서 자동차 전자 부품에 대한 신뢰성 평가 절차 및 기준을 규정한 것으로 전 세계에서 통용되는 기준이다.

2026년 8나노, 2027년 5나노까지 eMRAM 포트폴리오를 확대할 계획이다. 삼성전자에 따르면 8나노 eMRAM의 경우, 이전 14나노 대비 집적도 30%, 속도 33%가 증가할 것으로 기대하고 있다.

◇8인치 BCD 공정 포트폴리오 강화

삼성전자는 현재 양산중인 130나노 전장 BCD 공정을 2025년 90나노까지 확대할 계획인데, 90나노 전장 BCD 공정은 130나노 대비 약 20% 칩 면적 감소가 기대된다는 설명이다.

BCD 공정이란 Bipolar(아날로그 신호제어), CMOS(디지털 신호제어), DMOS(고전압 관리) 트랜지스터를 하나의 칩에 구현한 것으로, 주로 전력 반도체 생산에 활용된다.

또한, DTI(Deep Trench Isolation) 기술을 활용해 전장향 솔루션에 적용되는 고전압을 기존 70볼트(Volt)에서 120볼트로 높일 예정이며, 130나노 BCD 공정에 120볼트를 적용한 공정설계키트(PDK)를 2025년 제공할 계획이다.

DTI는 트랜지스터 사이의 간격을 줄이고 전류 누출과 과전류로 인해 소자 특성이 저하되는 현상을 개선시켜, 전력반도체의 성능을 더욱 향상시키는 기술이다.

◇20개 파트너와 최첨단 패키지 협의체 MDI 구축

삼성전자는 SAFE(Samsung Advanced Foundry Ecosystem)파트너, 메모리, 패키지 기판, 테스트 전문 기업 등 20개 파트너와 함께 최첨단 패키지 협의체 MDI(Multi Die Integration) Alliance를 구축했다.

이를 통해 전장과 고성능 컴퓨팅(HPC) 등 응용처별 차별화된 2.5D, 3D 패키지 솔루션을 개발해 나갈 예정이다.

최시영 삼성전자 파운드리사업부 사장은 “차량용 반도체 시장에 최적화된 공정을 적기에 개발해 자율주행 단계별 인공지능(AI) 반도체부터 전력반도체, MCU(Micro Controller Unit) 등을 고객 요구에 맞춰 양산해 나갈 계획”이라며 “삼성전자만의 차별화된 파운드리 솔루션으로 전기차와 자율주행차 시대를 선도해 나갈 것”이라고 밝혔다.

한편, 삼성전자는 지난 9월 초 IAA 행사에 이어 이번 포럼에서도 유럽 고객과의 협력을 확대하며 전장 분야 핵심 파트너로서의 입지를 강화해 나가고 있다.

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