삼성전자, 차세대 ‘8나노 RF 공정 기술’ 개발

2021/06/09
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삼성전자가 차세대 ‘8나노 RF(Radio Frequency) 공정 기술’을 개발하고, 5G 이동통신용 반도체 파운드리 서비스를 강화한다.

삼성전자는 8 나노 RF 파운드리로 멀티 채널, 멀티 안테나를 지원하는 5G 통신용 RF 칩을 원칩 솔루션으로 제공해 서브 6GHz부터 밀리미터파(mmWave)까지 5G 통신 반도체 시장을 적극 공략할 계획이다.

삼성전자는 2015년 28나노 12인치 RF 공정 파운드리 서비스를 시작한 후, 2017년 업계 최초 본격 양산을 시작한 14나노를 포함해 8나노까지 RF 파운드리 솔루션을 확대했다.

RF 칩은 모뎀칩에서 나오는 디지털 신호를 아날로그로 변환해 우리가 사용할 수 있는 무선 주파수로 바꿔주고, 반대로 모뎀칩으로 전송하기도 하는 무선 주파수 송수신 반도체로, 주파수 대역 변경과 디지털-아날로그 신호 변환을 하는 로직 회로 영역과 주파수 수신, 증폭 등의 역할을 하는 아날로그 회로 영역으로 구성된다.

삼성전자는 2017년부터 지금까지 프리미엄 스마트폰을 중심으로 5억 개 이상의 모바일 RF 칩을 출하하며 시장 리더십을 유지하고 있다.

삼성전자 8나노 RF 공정은 이전 14나노 공정 대비 RF 칩 면적을 약 35% 줄일 수 있으며, 전력 효율도 약 35% 향상된다.

반도체 공정이 미세화될수록 로직 영역의 성능은 향상되지만, 아날로그 영역에서는 좁은 선폭으로 인해 저항이 증가하고 수신 주파수의 증폭 성능 저하, 소비전력 증가 등이 발생한다.

삼성전자는 적은 전력을 사용하면서도 신호를 크게 증폭할 수 있는 RF 전용 반도체 소자 ‘RFeFET™(RF extremeFET)’를 개발해 8나노 RF 공정에 적용했다.

특히, 삼성전자는 RFeFET™의 전자가 흐르는 통로인 채널(Channel) 주변부에 특정 소재를 적용하고, 물리적인 자극을 통해 전자 이동 특성을 극대화했다.

RFeFET™의 성능이 크게 향상돼, RF 칩의 전체 트랜지스터의 수가 줄어들어 소비전력을 줄일 수 있고, 아날로그 회로의 면적 또한 줄일 수 있다.

삼성전자 파운드리사업부 기술개발실 이형진 마스터는 “공정 미세화와 RF 성능 향상을 동시에 구현한 삼성전자 8나노 기반 RF 파운드리는 소형·저전력·고품질 통신의 장점을 갖춰 고객들에게 최적의 솔루션을 제공할 것”이라며, “삼성전자는 최첨단 RF 파운드리 경쟁력을 바탕으로 5G를 비롯한 차세대 무선통신 시장을 적극 대응해 나갈 것”이라고 말했다.

삼성전자는 초미세 공정 기술력, 안정적인 양산 체제, 파운드리 생태계 확대 등을 통해 ‘반도체 비전 2030’ 달성에 박차를 가할 계획이다.

 

삼성전자 mmwave5G 지원 8나노 RF 공정 기술 개발 RF(Radio Frequency)칩이란? 모뎀 칩에서 나오는 디지털 신호를 아날로그로 변환해 우리가 사용할 수 있는 무선 주파수로 바꿔주고 반대로 외부 신호를 디지털로 변환하여 모뎀으로 전송하는 무선 주파수 송수신 반도체로 로직 영역과 아날로그 회로 영역으로 구성됨 modem(모뎀) 디지털 신호를 변조 또는 복조 RFIC(RF칩) 디지털 신호 아날로그 신호 간 변환 및 신호 증폭 RF-FE(Frontend) 신호의 통과 여부를 결정하고 증폭하는 역할 Antenna(안테나) 전파 신호를 발신하거나 수신함 ADC/DAC Analog Digital Converter/ Digital Analog Converter LNA 외부 영향으로 전력이 낮아진 신호 증폭 및 감도 향상 PA 외부에 전송 가능한 수준으로 신호 증폭 전파신호는 원활한 송수신을 위해서 FE와 트랜시버 등을 거치면서 여러 단계에 걸쳐 증폭됨 5G mmWave 통신의 경우는 RFIC에 FE 부분까지 통합해 구현할 수 있어 원천 솔루션 제공이 가능함

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