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[반도체] 2020 투자자 포럼에서 삼성전자 시스템 반도체 위상 재확인
20/12/01 07:32(180.71.***.10)
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11/30, 삼성전자 투자자 포럼의 주제는 [1] 메모리 반도체, [2] 파운드리, [3] System LSI, [4] 폴더블폰, [5] On-device 인공지능이었다. 반도체 애널리스트 입장에서 가장 관심있는 주제는 메모리 반도체와 파운드리, System LSI였다. 그 중에서 가장 눈에 띄는 내용은 다음과 같다.

DRAM과 NAND Flash의 중장기 수요 성장 (빗그로스) 전망은 DRAM 15~20%, NAND Flash 30~35%이다. 스마트폰 1대당 DRAM 평균 탑재량은 2019년에 4GB를 상회하기 시작했으며, PC 1대당 DRAM 평균 탑재량 8GB의 절반 수준이다.

2025년에 글로벌 스마트폰 시장에서 5G 비중이 10억 대를 상회하면, 스마트폰 1대당 DRAM 평균 탑재량은 8GB까지 늘어날 것이다.

2019~2024년 기준, 연평균 데이터 수요 증가율 전망치는 14%이다. 서버 시장에서 Data 수요를 견인하는 것은 Entertainment (게임, 동영상) 시장이다. 2019년까지 Entertainment와 Non-Entertainment의 수요 비중은 비슷했지만, 2021년부터 서서히 격차가 드러나며 Entertainment 시장이 빠르게 성장할 것이다.

메모리 반도체 분야의 기술 초격차를 유지하기 위해 삼성전자는 DRAM 1Znm부터 EUV 노광장비를 도입하며, Quantum TF팀이 이를 전담하고 있다. 한편 3D-NAND에서는 6세대 싱글 스택 128단이 향후에 고단화되면서 더블 스택으로 바뀌는데, 가장 핵심이 되는 공정은 식각공정이다.

파운드리 관련 발표해서 가장 눈에 띄는 기술은 GAAFET/MBCFET 구조와 후공정 기술이다. GAAFET이나 MBCFET 은반도체를 구성하는 Cell 중에서 전류의 흐름을 조절하는 Transistor의 Gate 구조를 의미한다. 삼성전자의 보도자료에 따르면 GAA (Gate All Around) 구조에서는 전류가 흐르는 채널의 4면을 게이트가 둘러싸고 있어 전류의 흐름을 더욱 세밀하게 제어해 채널 조정 능력을 극대화한다. 결과적으로 전력 효율이 높아진다.

GAA 구조에서 전류가 흐르는 채널은 가느다란 젓가락처럼 생긴 나노와이어 형태이다. 나노와이어 형태 대신에 종이처럼 얇고 긴 모양의 나노시트 (Nano Sheet)를 여러 장 적층해 성능과 전력효율을 높인 기술이 MBCFET (Multi Bridge Channel FET)이다. 결과적으로 GAAFET과 MBCFET의 결정적 차이는 채널의 모양이 와이어인지 시트인지를 통해 알 수있다. (그림 1 참고)

파운드리 전공정뿐만 아니라 후공정 기술 4가지 (2.5D RDL, 엑스큐브, 아이큐브, 엑스/아이큐브)가 소개되었다. (그림 2 참고) 4가지 기술 중에 상대적으로 가장 많이 알려진 엑스큐브는 전공정을 마친 복수의 칩을 위로 얇게 적층해 하나의 반도 체로 만드는 후공정 기술이다.

시스템 반도체의 후공정에서는 프로세서 역할을 담당하는 로직 부분과 캐시 메모리 역할을 하는 SRAM 부분을 평면으로 나란히 배치하는 것이 주류이다. 주차장에 각각 주차한 차량 2대와 비슷한 모습이다. 그러나 엑스큐브에서는 로직 반도체와 캐시 메모리를 위로 적층하기 때문에 주차장에 해당되는 면적을 줄이면서 고용량 메모리 솔루션을 장착할 수 있다. 엑스큐브 후공정 기술은 7nm EUV 전공정 기술이 적용된 칩을 패키징할 때 적용되었다. 전공정과 후공정에서 모두 첨단기술을 사용했다는 점에서 유의미하다. (그림 3 참고)

파운드리 관련 발표는 전공정, 후공정, 에코시스템까지 포괄적으로 다뤘고, 이어서 System LSI 관련 발표는 전적으로 카메라 이미지 센서를 집중적으로 다뤘다. 카메라 이미지 센서 사업을 총괄하는 박용인 부사장 (System LSI Sensor 사업팀장) 이 발표를 담당했다. 카메라 이미지 센서의 핵심기술은 2015년 하반기 투자자 포럼에서 언급되기 시작한 아이소셀이다.

아이소셀은 '격리하다 (isolate)'와 '세포 (cell)'의 뜻이 합쳐진 단어이다. 이미지 센서를 구성하는 픽셀과 픽셀 사이에 절연 부를 형성해 픽셀로 들어온 빛이 밖으로 새어나가지 않도록 하는 기술이다.

아이소셀은 ‘1억 화소’가 넘는 모바일 이미지 센서를 만드는 데 기반이 되었다. 삼성전자는 아이소셀 이후에도 ToF (Time of Flight), DVS (Dynamic Vision Sensing), SWIR (Short Wave Infrared) 기술을 적용할 예정이다.

카메라 이미지 센서용 신기술 중에서 DVS (Dynamic Vision Sensor)는 빛의 변화량에 반응하는 이벤트 (Event) 기반 초고속 모션센서로 위치 변화만 별도로 감지하는 기술이다. 제스처 (동작)로 기기를 제어하거나 움직이는 물체를 카메라가 스스로 감지해 포착하는 데 적용된다.

한편 SWIR (Short Wave Infrared)은 일반 카메라로는 촬영하거나 확인할 수 없는 물체/사람의 특성을 찾을 수 있다. 과일과 채소를 분류하거나, 음식에 이물질이 섞여 있는 것을 감지할 수 있다.

이와 같이 아직 광범위하게 상용화되지 않은 기술들까지 소개되었다. 11/27 발간자료 (삼성전자 주가 10만원 되려면 비메 모리 사업가치 200조 원 의미)에서 언급했던 것처럼 삼성전자 보통주 시가총액이 600조 원을 상회하려면 비메모리 반도체의 사업가치에 TSMC 수준의 PSR 밸류에이션 (매출의 10배)을 적용해야 하는데, 그러기 위해서는 비메모리 반도체 사업의 성과에 대해 한국뿐만 아니라 해외 투자자들이 폭넓게 인식할 필요가 있다. 그런 점에서 이번 투자자 포럼에서 시스템 반도체 관련된 발표내용은 삼성전자의 파운드리 경쟁력과 아날로그 반도체 (카메라 이미지 센서) 경쟁력을 알리는 데 기여했다고 평가할 수 있겠다.

하나 김경민
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