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삼성전자가 브로드컴과 ‘광(光) 반도체’로 불리는 실리콘 포토닉스 관련 기술 개발을 진행 중인 것으로 파악됐다. 실리콘 포토닉스는 반도체 간 데이터 통신을 전기에서 빛으로 전환하는 방식으로, 데이터 신호 처리 속도를 10배 이상 높일 수 있어 차세대 파운드리(반도체 위탁생산) 필수 공정 기술로 평가된다. 세계 파운드리 1위 기업인 TSMC는 올 하반기 엔비디아 인공지능(AI) 가속기 제조에 해당 기술을 상용화할 계획이다.
7일 업계에 따르면, 삼성전자는 브로드컴과 2년 내 제품 양산에 실리콘 포토닉스 기술을 상용화하는 것으로 목표로 개발 중인 것으로 알려졌다. 삼성전자는 엔비디아 등과도 기술 상 국민카드 현금서비스 용화를 위해 논의를 진행 중이지만 브로드컴과의 협업이 상용화에 가장 앞선 것으로 파악됐다.
반도체업계 관계자는 “실리콘 포토닉스 기술은 TSMC가 삼성전자에 앞서 연구개발(R&D)에 착수했다”며 “브로드컴이 공동 개발을 제안하면서 지난해 초부터 삼성전자도 발 빠르게 대응에 나섰다. 현재 삼성전자는 브로드컴과의 협업 속도가 가장 빠른 상황” 별내지구미분양 이라고 했다.
삼성전자는 브로드컴과의 공고한 협력을 바탕으로 차세대 파운드리 공정 개발에 속도를 낼 방침이다. 브로드컴은 무선 통신, 광학 통신용 반도체 분야 강자다. 브로드컴의 전체 매출액 중 무선 통신 장치용 반도체는 약 30%, 광학 통신 장비용 반도체는 약 10%를 차지한다. 브로드컴은 삼성전자와 협력해 차세대 주문형 반도체(ASI 마랑 원피스 C), 광학 통신 장비용 반도체 양산 등에 해당 기술을 적용할 계획인 것으로 알려졌다.



삼성전자가 '삼성 파운드리 포럼 2024'를 통해 공개한 공정 로드맵./삼성전자 제공


삼성전자는 TSMC와의 시장 점유율 격차가 공인인증서 발급 벌어지고 있는 가운데, 첨단 공정 기술력만큼은 뒤지지 않겠다는 전략이다. 글로벌 빅테크 기업들의 수주 소식이 뜸한 삼성전자 입장에서는 브로드컴과의 협업에 전력을 다할 수밖에 없다. TSMC가 애플과 엔비디아, AMD, 퀄컴 등 글로벌 팹리스(반도체 설계기업)의 물량을 대거 수주하며 첨단 공정 경쟁뿐만 아니라 차세대 공정 개발에도 유리한 고지를 점하고 있기 회사원 사진 때문이다. 3㎚(나노미터, 10억분의 1m) 공정의 수율 불안정으로 TSMC에 시장을 내준 삼성전자가 2㎚ 공정의 수율 안정화 및 성능 개선에 사활을 걸고 있는 것처럼 실리콘 포토닉스 등 차세대 공정 기술력도 TSMC를 빠르게 따라잡겠다는 계획이다.
반도체업계 관계자는 “파운드리 공정이 3㎚ 이하로 접어들면서 단순히 회로 선폭을 줄이는 것만이 최선이 아닌 상황”이라며 “게이트올어라운드(GAA)와 후면전력공급(BSPDN) 기술뿐만 아니라 실리콘 포토닉스 등 전력 효율과 신호 처리 속도를 극대화해 AI 기술을 뒷받침 해줄 차세대 공정의 상용화가 향후 파운드리 사업의 성패를 좌우하게 될 것”이라고 했다.
다만 TSMC가 계획 중인 실리콘 포토닉스 기술 상용화 일정과 비교하면 삼성전자는 1~2년가량 뒤처진 것으로 분석된다. TSMC는 올해 6월 대만에 실리콘 포토닉스 생산라인을 완공하고, 늦어도 내년 상반기 엔비디아의 AI 가속기 제조에 실리콘 포토닉스를 적용하겠다는 방침이다. 엔비디아는 지난해 12월 열린 반도체 학회 ‘IEDM 2024′에서 AI용 그래픽처리장치(GPU) 기술을 발표하며 향후 TSMC의 실리콘 포토닉스 기술이 상용화될 것이라고 언급한 바 있다.
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