이르면 내달 공개될 삼성전자의 프리미엄 스마트폰 신제품 '갤럭시S8'의 두뇌 역할을 할 최첨단 프로세서칩 '엑시노스 9(8895)'이 본격 양산된다. 엑시노스9은 CPU와 GPU가 상호보완하며 최상의 성능을 발휘할 수 있어 그래픽처리뿐 아니라 일반 연산에도 활용될 수 있다. 이럴 경우 '갤럭시S8'과 같은 스마트폰뿐만 아니라 인공지능(AI) 및 딥러닝이 필요한 고성능 컴퓨터와 가상현실(VR) 기기 등 폭넓은 분야에 활용 가능하다.

삼성전자가 최첨단 10나노 핀펫(FinFET) 공정을 적용한 프리미엄 모바일 애플리케이션 프로세서(AP) '엑시노스 9 (8895)'를 양산한다고 23일 밝혔다. 삼성전자는 10나노 AP 양산을 통해 대외적으로 기술력을 과시하며 시장 선도 사업자의 지위도 강화하게 됐다.

◆1월부터 10나노 양산… 갤럭시S8에 적용

이번에 삼성전자가 양산을 발표한 엑시노스9는 갤럭시S8에 탑재돼 음성인식 기반 인공지능(AI) 비서 '빅스비' 등을 가동하는 두뇌 역할을 맡는다. 공정이 미세할수록 성능이 향상되고 소비전력은 줄어들기 때문에 어떤 공정으로 생산되었는가 하는 일은 매우 중요하다.

이전 엑시노스는 14나노 공정으로 생산됐지만 이번 제품은 지난해 10월 삼성전자가 업계 최초로 양산에 성공한 10나노 핀펫 공정으로 생산되며 성능은 27% 향상되고 소비전력은 40% 줄어든 것이 특징이다. 또한 업계 최초로 5개 주파수 대역을 하나로 묶어 속도를 끌어올리는 5CA 기술을 구현해 기가bps급 통신속도를 지원하는 모뎀을 내장했다. 다운로드 시 최대 1Gbps를, 업로드 시에 최대 150Mbps를 지원한다.

삼성전자는 독자적인 설계 최적화로 성능과 전력효율을 향상시킨 2세대 64비트 중앙처리장치(CPU)를 적용했으며 ARM사의 'Mali-G71' 그래픽처리장치(GPU)를 탑재했다. 이로 인해 모바일 기기 환경에서 UHD화질의 VR영상과 게임 등 고사양 컨텐츠를 원활하게 구현하는 솔루션을 제공한다.

그간 SCI라는 독자기술로 모바일AP에 탑재된 8개의 코어 프로세서를 연동해온 삼성전자는 이번 엑시노트 9 시리즈에서 SCI 기술을 GPU까지 확장했다. CPU와 GPU를 연동하는 HSA 기술이 적용된 엑시노트 9는 CPU와 GPU가 상화 보완적으로 작동해 최상의 성능을 발휘한다. UHD(4K)급 고화질 영상을 최대 120fps로 촬영·재생할 수 있으며 또한 고성능 GPU를 그래픽뿐 아니라 일반 연산에도 사용 가능하기에 AI, 딥러닝 등 고성능 컴퓨팅 분야에서 활용도 기대된다.

이 밖에도 '엑시노스 9 (8895)'는 최근 홍채·지문인식을 활용한 결제 서비스 등 보안 서비스의 중요성이 높아짐에 따라 보안 데이터 전용 프로세싱 유닛과 화상 프로세싱 유닛(VPU)을 탑재했다. 이미지를 토대로 사물을 인지하고 판단할 수 있는 '머신 비전'기능도 지원한다.

삼성전자는 '엑시노스 9 (8895)'를 1월부터 양산 중이며 프리미엄 스마트폰 갤럭시S8 등 다양한 스마트기기에 탑재할 예정이다.

◆경쟁사 고전할 때 5나노 연구 시작

한편 삼성전자는 그간 반도체 경쟁사들과 미세공정 경쟁을 벌여왔다. 삼성전자의 경쟁상대로는 미국 반도체 기업인 인텔과 반도체 파운드리인 대만 TSMC가 꼽힌다. 하지만 이 가운데 가장 기술이 앞선 곳은 삼성전자다. 대만 TSMC는 10나노 공정 수율이 떨어져 양산에 어려움을 겪고 있으며 고객사인 애플의 아이패드 출시마저 지연시킨 것으로 알려졌다. 인텔 역시 자체 개발한 10나노 공정이 삼성전자보다 기술적으로 앞선다고 홍보하고 있지만 양산에 실패하며 도입 시기가 당초 계획보다 1년 반 이상 늦춰지고 있다.

최근 폐막한 '국제반도체기술학회(ISSCC) 2017'에서 삼성전자는 업계 최초로 극자외선 노광장비(EUV)를 활용한 7나노 8Mbit S램을 선보였고 TSMC는 기존 기술로 만든 7나노 256Mbit S램을 공개했다. S램 테스트 생산은 해당 공정의 기술 확보를 의미한다. TSMC가 앞선 성능을 자랑했다면 삼성전자는 미래 공정으로 기술 주도권을 확보했다고 알린 셈이다. 반도체 업계에서는 EUV를 사용해야만 5나노, 3나노 등 미세공정이 가능하다고 보고 있다.

삼성전자는 올해 성능을 더욱 끌어올린 2세대 10나노 공정을 도입할 방침이다. 또한 양산이 가능할 정도로 수율을 높이기 위해 7나노 공정을 개발하고 있으며 5나노 공정 연구에도 착수한 상태다.

삼성전자 허국 시스템 LSI 사업부 마케팅팀장(상무)은 "이번 제품은 최첨단 공정기술을 기반으로 삼성이 독자 개발한 CPU와 모뎀 등 최고 기술력이 집약된 제품"이라며 "초고속 통신 지원, VPU 등 미래를 선도하는 기술을 통해 차세대 혁신적인 제품 개발에 기여할 것"이라고 말했다.