삼성전자는 최근 8나노 RF 미세공정 기술 개발에 성공하고 멀티채널, 멀티 안테나를 지원하는 5G 통신용 RF 칩 생산 준비에 들어간다고 9일 밝혔다.
이번 8나노 공정은 5G 이동통신의 서브 6GHz(기가헤르츠)부터 밀리미터파(mmWave)까지 모두 지원하는 기술이다.
삼성전자는 이번 8나노 RF 공정에서 이전 14나노 공정에 비해 RF 칩의 면적을 35%가량 줄이고, 전력 효율도 35%가량 높였다.
RF 칩은 모뎀칩에서 나오는 디지털 신호를 아날로그로 변환해 무선 주파수로 바꿔주고, 반대로 모뎀칩으로 전송하기도 하는 무선 주파수 송수신 반도체를 말한다.
주파수 대역 변경과 디지털-아날로그 신호 변환을 하는 로직 회로 영역 및 주파수 수신, 증폭 등의 역할을 하는 아날로그 회로 영역으로 구성된다.
반도체 공정은 미세화할수록 로직 영역의 성능은 향상되지만, 아날로그 영역에서는 좁은 선폭으로 인해 저항이 증가하고 수신 주파수의 증폭 성능이 떨어져 소비전력이 늘어나는 문제가 있다.
삼성전자는 이 때문에 적은 전력을 사용하면서도 신호를 크게 증폭할 수 있는 RF 전용 반도체 소자 'RFeFET™(RF extremeFET)'를 개발해 이번 8나노 RF 공정에 적용했다.
삼성전자는 RFeFET™의 전자가 흐르는 통로인 채널(Channel) 주변부에 특정 소재를 적용하고, 물리적인 자극을 통해 전자 이동 특성을 극대화했다고 설명했다.
이를 통해 RFeFET™의 성능이 크게 향상되면서 RF 칩의 전체 트랜지스터의 수가 줄어들어 소비전력을 감소시키고, 아날로그 회로의 면적도 줄일 수 있다.
삼성전자는 이번 8나노 기술을 통해 5G 통신 반도체 시장을 주도해나간다는 계획이다.
파운드리 업계에서 RF 미세공정은 삼성전자와 TSMC, 글로벌 파운드리 등이 경쟁하고 있으며 삼성전자가 가장 뛰어난 기술력을 확보한 것으로 알려져 있다.
삼성전자는 2015년 28나노 12인치 RF 공정 파운드리 서비스를 시작한 뒤 2017년 업계 최초로 14나노 제품 양산에 성공했으며 2017년부터 프리미엄 스마트폰을 중심으로 5억 개 이상의 모바일 RF 칩을 출하하며 시장 리더십을 유지하고 있다.
삼성전자 파운드리사업부 기술개발실 이형진 마스터는 "이번 8나노 기반의 RF 파운드리는 공정 미세화와 함께 소형·저전력·고품질 통신의 장점을 모두 갖췄다"며 "최첨단 RF 파운드리 경쟁력을 바탕으로 5G를 비롯한 차세대 무선통신 시장에 적극 대응해 나갈 것"이라고 말했다.
[오현근 기자]
