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삼성전자의 45나노 e플래시 공정 개발은 파운드리 확대 전략 일환

디지털데일리 발행일 2013-05-16 15:15:10
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한주엽 기자
[IT 전문 블로그 미디어=딜라이트닷넷]

[디지털데일리 한주엽기자] 삼성전자가 45나노 임베디드 플래시(e플래시) 로직 공정을 개발하고 해당 공정에서 스마트카드 IC 테스트칩을 뽑아냈다고 15일 발표했다. e플래시 로직 공정은 시스템 반도체와 플래시 메모리를 하나의 칩(다이)에 동시 집적하는 기술로 이미 일본과 미국, 유럽 반도체 업체들이 도입해 마이크로컨트롤러유닛(MCU) 등을 생산하고 있다. 삼성전자도 80나노 e플래시 로직 공정으로 스마트카드IC를 생산하고 있다.

로직칩에 플래시 메모리를 동시 집적하는 이유는 설계의 편리함 때문이다. 과거 출시된 MCU는 한 번 쓰면 지울 수 없는 OTP(One Time Programmable) 방식이었다. OTP 방식 MCU는 저장장치로 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)을 사용했으며 이 속에 MCU가 어떻게 동작해야할 지를 정의했다. OTP 방식은 중간에 설계가 변경되면 MCU 자체를 바꿔야 하는 불편함이 있었다. 그러나 플래시 메모리가 들어가면 MCU 구동을 위한 소프트웨어를 지웠다 쓸 수 있다. 자동차에 탑재되는 MCU의 경우 안전 때문에(누군가 해킹으로 소프트웨어를 변경하면 위험하다) 지웠다 쓸 수 있는 플래시 방식이 선호되진 않았지만 최근에는 보안 기능이 강화돼 탑재가 확대되고 있다.

삼성전자의 이번 발표에서 주목할 만한 점은 회로 선폭을 45나노로 줄였다는 것이다. 이는 업계 최초 사례다. 현 시점에서 가장 진화한 e플래시 로직 공정은 ST마이크로, 프리스케일의 55나노 공정이다. 이들은 해당 공정으로 차량용 MCU를 생산하고 있다. 파운드리 2위 업체인 글로벌파운드리는 독일 인피니언과 협력을 통해 2015년 2분기 양산을 목표로 40나노 e플래시 로직 공정을 개발하고 있다. 인피니언은 GF의 40나노 e플래시 로직 공정이 완성되면 여기서 차량용 MCU를 개발할 것이라고 밝혔다.

삼성전자의 45나노 e플래시 로직 공정은 크게 두 가지 의미를 갖는다. 우선 스마트카드IC 사업 분야의 이익 확대다. 삼성전자는 내년 하반기 이번에 개발한 45나노 e플래시 공정으로 스마트카드IC 칩을 우선 생산하겠다고 밝혔다.

삼성전자는 스마트카드IC 칩 시장 출하량 점유율 세계 1위 업체지만 매출액에선 독일 인피니언, 네덜란드 NXP에 뒤져있다. 시장조사업체 IMS리서치에 따르면 2011년 삼성전자의 스마트카드IC 시장 매출액 점유율은 21.4%로 인피니언(24.8%), NXP(23.5%)에 이은 업계 3위다. 삼성전자가 40.3%라는 압도적 수량 점유율(인피니언은 22.4%, NXP는 13.1%)을 갖고 있는데 반해 매출액 점유율이 3위에 그친 이유는 그 만큼 저가 제품을 많이 팔았기 때문인 것으로 추정된다(2011년 스마트카드IC 총 출하량은 75억개, 총 매출액 규모는 22억달러다).

스마트카드IC는 메모리나 일반 로직칩이나 메모리와는 달리 공정 미세화로 소비자가 체감할 수 있는 이익은 크지 않다. 소모 전력과 내부 플래시메모리에서 데이터를 읽어오는 시간을 줄였다고 하더라도, 현재 쓰이는 80나노대 공정 제품도 충분히 빠르기 때문이다. 스마트카드IC의 공정을 80나노에서 45나노로 줄였다는 건 공급 측면에서 원가를 크게 낮출 수 있다는 의미로 이해하는 것이 가장 정확하다. 앞서 삼성전자는 자사 스마트카드IC 제품이 국제 공통 평가기준인 CC(Common Criteria) 보안 인증에서 최고 등급인 ‘EAL7(Evaluation Assurance Level)’을 획득했다고 발표했다. 스마트카드IC가 돈이 오가는 신용카드나 개인 신상 정보가 담긴 전자여권 등에 주로 탑재된다는 점을 고려하면 이 같은 보안 인증 획득이 값을 올려받을 수 있는 수단이 될 수도 있을 것이다.

결정적으로, 이번 공정 개발은 삼성전자 시스템LSI 사업부의 파운드리 고객군을 확대하는 데 크게 기여할 것으로 보인다. 최근 텍사스인스트루먼트(TI)나 인피니언 등 종합반도체기업(IDM)들은 고정비 축소를 위해 공장 증설을 자제하고 있다. 인피니언이 GF와 40나노 e플래시 로직 공정을 공동으로 개발하고, 생산을 맡기겠다고 결정한 이유는 이러한 ‘팹라이트’ 전략의 일환이다. 시황도 좋지 않은데 수조원을 들여 공장을 짓기보단 외주 생산을 맡기는 게 이득이라는 판단이다. 이러한 팹라이트 경향은 시간이 갈 수록 보다 심화될 것으로 보인다.

삼성전자도 이날 발표에서 “45나노 임베디드 플래시 공정기술을 활용해 소비자 가전과 차량용 MCU 제품 분야의 파운드리 고객에게도 경쟁력 있는 솔루션을 제공할 계획”이라고 밝혔다. 삼성전자가 TI 등 주류 MCU 업체들을 대상으로 파운드리 영업을 펼치고 있을 지도 모른다.

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