이재용 초격차 본격 시동...삼성, 세계 최대 평택 반도체 2라인 가동

업계 최초 EUV 공정 적용 1z나노 16Gb 모바일 D램 양산

D램 시작으로 V낸드·파운드리 제품 생산으로 첨단 복합 라인

총 30조 이상 대규모 투자로 미래 반도체 생산 거점 구축

경기도 평택 반도체 2라인 전경.ⓒ삼성전자

삼성전자가 세계 최대 규모의 반도체 공장인 평택 2라인 가동에 들어갔다. 총 30조 이상 투자로 D램을 시작으로 V낸드·파운드리(위탁생산) 제품 양산으로 첨단 복합 라인을 구축해 나갈 계획이다.

미래 반도체 생산 거점 구축에 시동을 걸면서 이재용 부회장의 반도체 초격차 기술·제품 경쟁력 확보에 본격적으로 나섰다.

30일 삼성전자에 따르면 본격 가동에 들어간 평택 반도체 2라인에서는 업계 최초로 극자외선(EUV·Extreme Ultraviolet) 공정을 적용한 첨단 3세대 10나노미터(nm·10억분의 1m) 초반대(1z)급 LPDDR5 모바일 D램이 생산된다.

EUV는 기존 불화아르곤(ArF)을 대체할 수 있는 차세대 광원으로 파장의 길이가 ArF의 14분의 1 미만에 불과해 보다 세밀한 반도체 회로 패턴 구현에 적합하다.

EUV 기반 노광기술로 회로를 새기는 작업을 반복하는 멀티패터닝 (Multi-Patterning) 공정을 줄이면서 패터닝 정확도를 높여 성능과 수율을 향상시키고 제품 개발 기간을 단축할 수 있다는 장점이 있다.

◆ 차세대 스마트폰 시장 선점할 최첨단 EUV D램 본격 양산

이번에 평택 2라인에서 출하되는 16기가비트(Gb) LPDDR5 모바일 D램은 메모리 양산제품으로는 처음 EUV 공정이 적용됐으며 역대 최대 용량과 최고 속도를 동시에 구현한 업계 최초의 3세대 10나노(1z) LPDDR5 제품이다.

삼성전자는 지난 2월 2세대 10나노급(1y) 공정으로 역대 최대 용량의 16기가바이트(GB) LPDDR5 D램을 양산한 지 6개월 만에 차세대 1z 공정까지 프리미엄 모바일 D램 라인업을 강화했다.

이번 제품은 기존 플래그십 스마트폰용 12Gb 모바일 D램(LPDDR5·5500Mb/s)보다 16% 빠른 6400Mb/s의 동작 속도를 구현했다. 16GB 제품 기준으로 1초당 풀HD급 영화(5GB) 약 10편에 해당하는 51.2기가바이트(GB)를 처리할 수 있다.

3세대 10나노급(1z) 기반 16GB LPDDR5.ⓒ삼성전자

또 16Gb LPDDR5 모바일 D램은 8개의 칩만으로 16GB 제품을 구성할 수 있어 기존 제품(12Gb 칩 8개+8Gb 칩 4개)대비 30% 더 얇은 패키지를 만들 수 있다. 이를 통해 멀티카메라와 5세대이동통신(5G) 등 부품수가 많은 스마트폰과 폴더블폰 같이 두께가 중요한 제품에 최적의 솔루션을 제공할 수 있다.

삼성전자는 글로벌 스마트폰 업체들에게 차세대 1z 16GB 모바일 D램을 업계 유일하게 제공함으로써 내년 출시되는 인공지능(AI) 기능이 더욱 강화된 5G 플래그십 스마트폰 시장을 선점할 계획이다. 또 고온 신뢰성도 확보해 전장용 제품까지 사용처를 확대해 나갈 예정이다.

이정배 삼성전자 메모리사업부 D램개발실 부사장은 "이번 1z나노 16Gb LPDDR5는 역대 최고 개발 난도를 극복하고 미세공정 한계 돌파를 위한 새로운 패러다임을 제시한 제품"이라며 "프리미엄 D램 라인업을 지속 확대해 고객 요구에 더욱 빠르게 대응하고 메모리 시장 확대에 기여해 나갈 것"이라고 말했다.

◆ D램·낸드·파운드리까지 망라하는 세계 최대 반도체 생산 라인

삼성전자의 평택 2라인은 연면적이 12만8900㎡(축구장 16개 크기)에 달하는 세계 최대 규모의 반도체 생산라인이다.

평택 2라인은 이번 D램 양산을 시작으로 차세대 V낸드와 초미세 파운드리 제품까지 생산하는 첨단 복합 생산라인으로 만들어져 4차 산업 혁명 시대의 반도체 초격차 달성을 위한 핵심적인 역할을 할 예정이다.

삼성전자는 평택 2라인에 지난 5월 EUV 기반 최첨단 제품 수요에 대비하기 위한 파운드리 생산라인을 착공했으며 6월에는 첨단 V낸드 수요 확대에 대응하기 위한 낸드플래시 생산라인도 착공했다. 두 라인 모두 내년 하반기부터 본격 가동할 예정이다.

삼성전자 평택캠퍼스 개요.ⓒ삼성전자

이번 평택 2라인은 지난 2018년 8월에 발표한 180조원 투자와 4만명 고용 계획의 일환으로 건설된 것으로 삼성전자는 어려운 여건 속에서도 신규투자와 채용을 적극 확대하고 있다.

이에 따라 평택 1라인에 이어 이번 평택 2라인에도 총 30조원 이상의 대규모 투자가 집행된다. 직접 고용하는 인력은 약 4000명으로 예상되고 협력사 인력과 건설인력을 포함하면 약 3만명 이상의 고용창출이 기대된다.

지난 2015년부터 조성된 평택캠퍼스는 289만㎡의 부지를 가진 삼성전자의 차세대 반도체 전초기지다. 평택 1라인은 지난 2017년 6월 양산을 시작했으며 평택 2라인은 2018년 1월 착공돼 이번에 처음으로 D램 제품을 출하했다.

회사측은 "평택캠퍼스에 대한 적극적인 투자로 미래 반도체 시장 기회를 선점해 나갈 계획"이라고 밝혔다.

◆ 이재용의 반도체 초격차 본격 시동...비전 2030 속도내나

평택 2라인 본격 가동으로 이재용 삼성전자 부회장의 리더십도 주목받게 됐다. D램과 낸드에 이어 파운드리 등 시스템반도체 경쟁력을 향상시켜 메모리와 비메모리에서 모두 1위를 달성하며 명실상부한 글로벌 반도체 업체로 도약하겠다는 비전에도 힘을 받게 됐다.

이 부회장은 지난 2018년 8월 180조원 투자와 4만명 고용 계획에 이어 지난해에는 오는 2030년까지 시스템반도체 1위를 달성하겠다는 '비전 2030'을 발표하며 변화와 혁신을 주도하고 있다.

이를위해 관련 연구개발(R&D) 및 생산시설 확충에 총 133조원(R&D 73조원·시설 60조원)을 투자하는 동시에 전문인력 약 1만5000명을 채용하는 것을 골자로 하고 있다.

삼성전자는 최근 업계 최초로 7나노 EUV 공정 시스템반도체에 3차원(3D) 적층 패키징 기술인 'X-Cube'(eXtended-Cube)를 적용한 테스트칩 생산에 성공하는 등 초미세 공정 기술 경쟁력을 향상시키고 있다. 이미 업계 최초로 7나노 EUV 공정을 도입한 데 이어 5·4·3나노 등으로 초미세공정 단계를 낮춰 나갈 태세다.

또 지난 2월 퀄컴의 차세대 5세대 이동통신(5G) 모뎀 칩 ‘X60’ 생산 계약 체결에 이어 최근 미국 IBM의 차세대 서버용 중앙처리장치(CPU) ‘파워10’에 대한 위탁 생산을 수주하면서 파운드리 경쟁력도 입증했다.

이재용 부회장이 지난달 30일 삼성전자 온양사업장을 찾아 반도체 생산 라인을 살펴보기에 앞서 설명을 듣고 있다.ⓒ삼성전자

메모리에 비해 상대적으로 약점으로 지적됐던 비메모리에서 성과를 계속 내고 있는 것으로 이같은 변화에는 이 부회장의 리더십이 자리하고 있다. 대규모 투자계획 발표 이후 이뤄진 사업 수주에도 역할을 하면서 변화를 주도하고 있다는 평가다.

이를 두고 업계에서는 이 부회장이 강조해 온 반도체 초격차 기술·제품 경쟁력 확보가 메모리뿐만 아니라 비메모리에서도 이뤄지면서 시스템반도체 1위라는 이 부회장의 ‘청사진’이 구체적인 성과로 이어질 것이라는 기대감이 커지고 있다.

이번에 D램을 시작으로 본격 가동에 들어간 평택 반도체 2라인이 이러한 비전을 실현하는 미래 반도체 생산 거점의 역할을 하게 될 것이라는 전망이다.

D램에 이어 차세대 V낸드·초 미세 파운드리 제품을 모두 생산하며 최첨단 반도체 복합 라인으로 거듭나면서 이 부회장의 메모리-비메모리 통합 1위의 꿈을 실현시킬 것으로 보고 있다.

업계 한 관계자는 "메모리에 이어 비메모리 시장 1위를 달성한다는 비전 2030의 꿈이 조금씩 속도를 내기 시작했다"며 "총수인 이재용 부회장의 적극적인 리더십이 발휘되면서 구체적인 성과로 이어질 것으로 기대된다"고 말했다.