삼성, 차차세대 엑시노스 '뱅가드' 연내 설계 목표…2나노 고도화 지속

미세화 공정보다 설계 난이도 줄이고 최적화에 집중

삼성전자가 차차세대 모바일 어플리케이션프로세서(AP)인 '엑시노스 2800(코드명 뱅가드)'의 설계를 연내 완료한다. 이전 세대와 마찬가지로 2나노 공정을 채택해 개발 및 수율 안정성을 담보할 수 있을 것으로 기대된다.

26일 업계에 따르면 삼성전자는 연내 테이프아웃(Tape-out; 설계 완료)을 목표로 차차세대 모바일 AP인 엑시노스 2800을 개발 중이다.

삼성전자의 첨단 모바일 AP 엑시노스 2600(사진=삼성전자)

엑시노스 2800의 코드명은 '뱅가드(Vanguard)'다. 삼성전자 내부에서는 엑시노스의 코드명을 세대에 따라 알파벳 순으로, 또한 전 세계에 존재하는 산맥의 이름으로 붙인다. 예컨대 엑시노스 2500부터 2700까지의 코드명은 솔로몬(Solomon)-테티스(Thetis)-율리시스(Ulysses) 순이다.

현재 삼성전자 시스템LSI 사업부는 올해 연말 설계완료를 목표로 엑시노스 2800을 개발하고 있다. 테이프아웃은 칩 설계를 완료하고 도면을 제조(파운드리) 공정에 넘기는 과정을 뜻한다. 이후 샘플 제작 및 테스트를 거쳐야만 실제 칩 제작이 가능하다.

엑시노스 2800은 삼성전자의 최첨단 공정인 2나노미터(nm)로 양산된다. 그 중에서도 2세대 2나노(SF2P) 공정의 개선 버전인 'SF2P+'가 적용된 것으로 알려졌다.

당초 삼성전자는 2027년부터 1.4나노 공정(SF1.4) 양산에 나설 예정이었다. 그러나 급진적인 공정 개발보다는 수율 안정화 및 최적화에 초점을 맞추기로 하면서, 1.4나노 공정 양산 일정을 2년가량 미뤘다. 대신 올해 양산을 앞둔 SF2P의 개선 버전인 SF2P+을 추가하기로 했다.

우선 SF2P는 1세대 2나노(SF2) 대비 성능이 12% 향상됐다. 동시에 소비전력은 25%, 면적은 8% 줄었다. SF2P+는 여기에 광학 기술 최적화로 반도체 회로의 크기를 일정 비율로 축소하는 옵틱 슈링크(Optic Shrink) 기술을 적용한다. 전체적으로 칩 면적을 줄여 성능 및 전력효율성 향상에 유리할 것으로 관측된다.

2나노 공정 채택 지속에 따른 이점도 있다. 이전 세대와 동일하게 2나노를 기반으로 설계하기 때문에, 시스템LSI 사업부 입장에서는 설계 난이도를 낮출 수 있다. 파운드리 측면에서의 수율 안정화에도 유리하다. 실제로 삼성전자가 올해 양산을 목표로 한 엑시노스 2700(율리시스)도 설계가 비교적 순조롭게 진행됐던 것으로 전해진다.

반도체 업계 관계자는 "이전만큼 모바일 AP에서 매년 공정 미세화를 진행하는 것이 현실적으로 불가능하다는 게 삼성전자 시스템LSI 내부의 중론"이라며 "대안으로 DTCO(설계 기술 공동 최적화)에 주목하고 있다"고 설명했다.

DTCO는 반도체 설계와 제조 공정 기술 간의 최적화를 뜻한다. 기술적 성숙도가 낮아 수율 향상에 불리한 최선단 공정에서 더 중요한 의미를 가진다.