퀄컴 이어 삼성 차세대 AP도 공개 임박… ‘4나노 모바일 AP’ 각축전

▲퀄컴의 차세대 AP ‘스냅드래곤 8 1세대’ 이미지 (출처=퀄컴 홈페이지 캡처)

글로벌 반도체 기업들이 4nm(나노미터·1nm=10억분의 1m) 공정의 ‘프리미엄 스마트폰용 애플리케이션 프로세서(AP)’를 잇따라 공개하면서, 초미세 공정의 AP 시장 경쟁이 더욱 치열해질 전망이다.

6일 반도체 업계에 따르면 지난달 대만의 반도체 기업 미디어텍이 세계 1위 파운드리 기업인 TSMC의 4나노 공정을 세계 최초로 적용한 플래그십 스마트폰용 모바일 AP ‘디멘시티 9000(Dimensity 9000)’을 공개하며 프리미엄 AP 시장에 출사표를 던졌다.

퀄컴도 1일 ‘스냅드래곤 테크 서밋 2021’를 통해 ‘스냅드래곤 8 1세대(Snapdragon 8 Gen 1)’를 선보였으며 삼성전자도 차세대 플래그십용 AP ‘엑시노스 2200’를 조만간 공개할 것으로 알려졌다. 스냅드래곤8 1세대와 엑시노스 2200은 삼성전자의 4나노 파운드리(반도체 위탁생산) 공정으로 생산된다.

특히 그동안 중저가 스마트폰용 AP에 집중해오던 미디어텍의 프리미엄 시장 진출로, 퀄컴ㆍ삼성ㆍ애플이 주축이 된 기존 프리미엄 AP 시장 판도가 어떻게 재편될지 이목을 끌고 있다.

▲글로벌 스마트폰 AP/SoC 출하량 점유율 (2020년 2분기 vs 2021년 2분기) (출처=카운터포인트)

글로벌 시장조사기관 카운터포인트리서치에 따르면 올해 2분기 글로벌 AP 시장 점유율(출하량 기준)은 미디어텍 43%, 퀄컴 24%, 애플 14%, UNISOC 9%, 삼성 7% 순이었다.

미디어텍은 디멘시티 720, 헬리오 G80ㆍG88 등 소위 ‘가성비’ AP를 삼성전자, 모토로라, 샤오미, 비보 등의 중저가 스마트폰에 공급해오며 시장 점유율 1위를 차지했다. 이런 가운데 미디어텍의 프리미엄 AP 시장 진출은 업계 1위 자리를 더욱 공고히 하기 위한 전략으로 풀이된다.

미디어텍의 디멘시티 9000은 영국 반도체 설계기업 ARM의 새 아키텍처(설계구조) V9을 적용했다. 또 중앙처리장치(CPU)는 3.5㎓ 클럭 코어텍스-X2 등 코어 8개로 구성됐으며 그래픽처리장치(GPU)는 ARM 말리 G710을 사용한다.

안드로이드 진영의 플래그십 스마트폰 시장 대부분을 차지하는 퀄컴도 4나노 공정 AP 출시에 본격적으로 나섰다. 삼성 파운드리가 전량 생산하는 퀄컴 스냅드래곤8 1세대 또한 ARM 아키텍처에 기반을 두고 있으며, 디멘시티 9000과 동일한 CPU를 장착했다. GPU는 퀄컴이 자체 제작한 아드레노 730이 적용된다. 특히 전작 스냅드래곤 888 대비 CPU는 20%, GPU는 30% 성능이 향상됐다. 퀄컴 차세대 AP ‘스냅드래곤8 1세대’는 샤오미, 오포, 비보 등 중국 플래그십 스마트폰과 일본 소니 스마트폰에 적용될 예정이다.

▲삼성전자 강인엽 사장(시스템LSI 사업부장)이 엑시노스 2200의 전작 '엑시노스 2100'을 소개하고 있다. (사진제공=삼성전자)

퀄컴을 제외하고 안드로이드 진영의 일부를 차지하는 삼성전자의 차세대 AP 엑시노스 2200도 곧 공개를 앞두고 있다. 엑시노스 2200 역시 ARM 아키텍처를 활용하고, 디멘시티 9000과 스냅드래곤8 1세대와 같은 CPU 구성을 갖출 것으로 예상한다. 다만 엑시노스는 미국 반도체 회사 AMD의 RDNA2 기반 GPU를 탑재한다. 퀄컴의 스냅드래곤8 1세대와 삼성의 엑시노스 2200은 지역별로 갤럭시S22에 병행 채용될 것으로 알려졌다.

퀄컴, 삼성, 미디어텍뿐 아니라 애플의 차세대 AP ‘A16 바이오닉’도 출시가 예정돼있다. 내년 하반기에 시장에 나오는 아이폰14에 탑재되는 A16은 TSMC의 4나노 공정으로 생산된다.

AP 생산을 맡은 파운드리 가운데 미디어텍과 애플이 TSMC를, 퀄컴과 삼성전자가 삼성전자 파운드리를 선택했다. 이로써 AP 시장 경쟁과 더불어 파운드리 시장에서 삼성과 TSMC의 기술 경쟁도 가속할 것으로 전망된다. 대만의 시장조사기관 트렌드포스에 따르면 삼성전자 파운드리 점유율은 올해 3분기 17.1%로 2위지만 TSMC는 53.1%(1위)였다.

삼성은 향후 4나노 공정에 이어 초미세공정 양산으로 더 많은 고객 확보에 나설 방침이다. 앞서 삼성전자는 지난 10월 개최된 ‘삼성 파운드리 포럼 2021’에서 내년 상반기에 게이트 올 어라운드(GAA)를 활용한 3나노 1세대 공정을 도입한다고 밝힌 바 있다. 또 2023년에는 3나노 2세대, 2025년에는 GAA 기반 2나노 공정에 돌입할 것으로 보인다.

애초 TSMC는 3나노 공정 전환에 차질을 빚은 바 있지만, 최근 3나노 반도체 시험 생산을 시작한 것으로 알려졌다. 이르면 내년 하반기 본격 양산에 들어갈 예정이다.

일각에서는 엑시노스 등 삼성전자의 초미세 공정 기반 시스템 반도체(비메모리 반도체)가 지속 성장하며, 시스템 반도체 부문 영업이익은 올해 2분기 3474억 원에서 4분기에는 7901억 원을 달성할 것으로 내다봤다.

박유악 키움증권 연구원은 “엑시노스 2200의 수율은 크게 개선되고 갤럭시S22 해외 판매제품에 대거 탑재될 것”이라며 “향후 2~3년간 삼성전자 비메모리 부문의 실적 성장세 또한 지속할 전망이다”라고 설명했다.