Samsung Electronics 4나노 공정, AI·자동차로 적용 확대

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Ciaran Ryan

29.04.2026

Samsung Electronics 4나노 공정, AI·자동차로 적용 확대 — 삼성 4나노, AI 도약

Samsung Electronics의 4나노 FinFET 파운드리 공정이 양산 안정성과 성능 개선을 바탕으로 AI와 자동차 전장 등 고부가 분야로 적용 범위를 넓히고 있다. 이 공정은 6년간의 양산 경험을 토대로 수율 예측 가능성을 높였고, 대형 AI 칩과 HBM4 같은 고난도 설계 수요에도 대응하고 있다.

하이라이트

Samsung Electronics 4나노 공정은 6년차 양산 경험으로 예측 가능성과 결함 통제력을 높여 고객의 일정·비용 최적화를 지원하고 있다.
AI·고성능 컴퓨팅 시장에서 4세대 4나노 공정 기반 LPU 칩이 미국 대형 수요처에 공급되고, HBM4·차세대 통신·자동차 칩으로 적용이 확대 중이다.
DTCO 기법 등 설계·공정 최적화와 저전력 지원으로 자동차·통신 RF 칩까지 파운드리 활용범위가 넓어져 Samsung Electronics 실적 반등 기대감이 커지고 있다.

양산 성숙도와 설계 최적화

SeDaily에 따르면, 업계에서는 Samsung Electronics의 4나노 공정 경쟁력의 핵심으로 예측 가능성을 꼽고 있다. 양산 6년차에 접어들면서 공정 변수는 줄어들고 결함 패턴 통제 수준은 높아져, 팹리스 고객사는 칩 제조뿐 아니라 생산 일정과 개발 비용까지 사전에 보다 정밀하게 가늠할 수 있다는 평가가 나온다.

아날로그 영역의 설계 규칙도 완화돼 고객사의 설계 자유도는 높아지고 있다. 업계 분석에 따르면 Samsung Electronics는 선폭 축소에 그치지 않고 트랜지스터와 배선 구조를 함께 손질했으며, 다양한 임계전압 Vth 옵션을 제공해 고속 성능용 uLVT부터 누설전류를 줄이는 저전력용 HVT까지 맞춤형 설계를 지원한다. 또 특화 스택 추가를 통해 칩 내부 데이터 이동을 늦추는 RC Delay를 이전 수준보다 약 26% 줄여 시스템 성능 향상에 기여하고 있다.

AI·HBM4·차세대 통신으로 확장

AI와 고성능 컴퓨팅 분야에서는 대면적 다이를 사용하는 칩 수요가 늘면서 균일도와 수율 확보 능력이 중요해지고 있다. 업계에서는 Samsung Electronics 4나노 공정이 높은 균일성과 고밀도 배선 구조를 바탕으로 이러한 과제를 넘어서고 있다고 본다. 미국의 한 대형 기업용 AI 전용 언어처리장치, LPU가 Samsung Electronics의 4세대 4나노 공정으로 생산되고 있으며, 차세대 칩 양산도 올해 하반기로 예정돼 있다. 초고속 SerDes 인터페이스 구현과 대용량 데이터 처리 능력도 확인됐다는 평가다.

이 공정은 차세대 고대역폭 메모리 HBM4의 베이스 다이에도 적용되고 있다. HBM은 좁은 공간에서 대량 데이터를 처리하는 특성상 발열과 전력 제어가 핵심인데, Samsung Electronics는 공정과 설계를 통합 최적화하는 DTCO 기법을 적용해 전력 손실, 배선, 신호 무결성 사이의 상충 문제를 줄이고 있다.

자동차 전장과 차세대 RF 통신 칩에서도 4나노 활용 범위는 넓어지고 있다. 자율주행 발전으로 차량 내 연산량은 급증하는 반면 전력과 열 제약은 더욱 엄격해지고 있으며, 4나노 공정은 낮은 구동 전압을 통해 제한된 전력 안에서 높은 성능을 구현하는 데 초점이 맞춰져 있다. LPDDR와 PCIe를 포함한 차량용 IP 포트폴리오도 지원해 차세대 자율주행 칩 설계를 돕고 있다.

Wi-Fi 8과 6G 같은 차세대 통신 칩도 디지털 처리 기능을 내장한 RF SoC 구조로 전환되는 흐름을 보인다. 미세 공정을 통해 디지털 회로 면적과 소비전력을 동시에 줄일 수 있어, 복잡도가 높아지는 차세대 통신 시스템에 적합한 환경을 제공한다는 분석이다. 업계에서는 FinFET 기술의 정점인 4나노가 GAA 전환 이전 Samsung Electronics 파운드리 사업의 범용 핵심 플랫폼 역할을 하며, 실적 반등을 뒷받침할 수익 기반으로 작용할 것으로 보고 있다.

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