삼성전자, 5G용 8나노 파운드리 공정 본격화

14나노 대비 칩 전력 효율 35% 높여

2021-06-09 이나리 기자

삼성전자

삼성전자가 8나노 무선주파수(RF) 칩 파운드리 공정을 시작한다. 본격적으로 늘어나는 5세대(G) 이동통신용 반도체 수요에 대응하기 위해서다. 전력 효율성은 높이고 면적은 줄인 칩을 개발했다. 9일 삼성전자는 차세대 '8나노 RF 공정 기술'을 개발했다고 밝혔다. 5G 이동통신용 반도체 파운드리 서비스를 강화할 계획이다. RF 칩은 모뎀칩에서 나오는 디지털 신호를 아날로그로 변환해 우리가 사용할 수 있는 무선 주파수로 바꿔준다. 모뎀칩으로 전송하는 무선주파수 송수신 반도체다. 주파수 대역 변경과 디지털-아날로그 신호 변환을 하는 로직 회로 영역과 주파수 수신, 증폭 등의 역할을 하는 아날로그 회로 영역으로 구성된다. 삼성전자 8나노 RF 공정은 이전 14나노 공정 대비 RF 칩 면적을 약 35% 줄일 수 있다. 전력 효율도 약 35% 향상된다. 8나노 RF 파운드리로 멀티 채널, 멀티 안테나를 지원하는 5G 통신용 RF 칩을 원칩 솔루션으로 제공한다. 서브 6GHz부터 밀리미터파(mmWave)까지 5G 통신 반도체 시장을 지원할 수 있다. 반도체 공정이 미세화될수록 로직 영역의 성능은 향상되지만, 아날로그 영역에서는 좁은 선폭으로 인해 저항이 증가하게 된다. 또 수신 주파수의 증폭 성능 저하, 소비전력 증가 등이 발생한다. 삼성전자는 적은 전력을 사용하면서도 신호를 크게 증폭할 수 있는 RF 전용 반도체 소자 'RFeFET(RF extremeFET)'를 개발해 8나노 RF 공정에 적용했다. RFeFET의 전자가 흐르는 통로인 채널 주변부에 특정 소재를 적용했다. 물리적인 자극을 통해 전자 이동 특성 극대화가 가능하다. RF 칩의 전체 트랜지스터의 수가 줄어들어 소비전력을 줄일 수 있고, 아날로그 회로의 면적 또한 줄일 수 있다. 삼성전자는 2015년 28나노 12인치 RF 공정 파운드리 서비스를 시작했다. 2017년 14나노 제품 양산에 들어갔다. 2017년부터 지금까지 프리미엄 스마트폰을 중심으로 5억개 이상의 모바일 RF 칩을 출하한 바 있다. 삼성전자는 초미세 공정 기술력, 안정적인 양산 체제, 파운드리 생태계 확대 등을 통해 '반도체 비전 2030' 달성에 박차를 가할 계획이다. 이형진 삼성전자 파운드리사업부 기술개발실 마스터는 "공정 미세화와 RF 성능 향상을 동시에 구현한 8나노 기반 RF 파운드리는 소형·저전력·고품질 통신의 장점을 갖춰 고객들에게 최적의 솔루션을 제공할 것"이라며 "5G를 비롯한 차세대 무선통신 시장을 적극 대응해 나갈 것"이라고 말했다.