삼성, 인공지능 AP 만든다…7나노 EUV 제조, 갤럭시S10 적용

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7나노 EUV 공정으로 제조...인공지능 전용 코어 2개 탑재

삼성전자가 인간 뇌를 닮은 인공지능 애플리케이션프로세서(AP)를 개발한다. 차기 전략 스마트폰 '갤럭시S10'(가칭)에 적용한다. 인공지능 AP는 영상 처리, 영상 인식, 음성 인식 등 인공지능 연산에 최적화된 코어를 탑재한 모바일 프로세서를 뜻한다. 삼성이 인공지능 AP를 상용화하는 건 이번이 처음이다.

5일 업계에 따르면 삼성전자는 내년 상반기 출시 예정인 '갤럭시S10'에 인공지능 AP를 탑재한다. 이 AP에는 인공지능 전용 코어 2개가 탑재된다. 삼성이 최근 기술을 완성했다고 밝힌 7나노 EUV 공정으로 AP를 만든다.

EUV는 차세대 노광 장비다. 웨이퍼 위에 특정 광원을 쏘아 반도체 회로를 새기는 걸 노광(포토) 공정이라고 한다. 지금까지 노광에는 불화아르곤(ArF)이 사용돼 왔다. 그러나 반도체 회로가 10나노 이하로 설계되면서 기존 노광 공정은 한계에 이르렀다. 더욱 미세한 회로를 그려 넣을 수 없게 된 것이다.

이에 새롭게 고안된 게 EUV다. EUV는 ArF보다 파장 길이가 14분의 1에 불과하다. 좀 더 세밀한 반도체 회로 패턴 구현에 적합하고, 복잡한 멀티 패터닝 공정을 줄여 고성능 반도체를 구현하는 동시에 생산성도 향상시킬 수 있다.

삼성전자는 EUV를 활용해 갤럭시S10에 들어갈 인공지능 AP를 만든다. 지난달 17일 미국에서 열린 '삼성테크데이' 행사에서 밝힌 7나노 파운드리 공정 개발과 생산 소식이 바로 갤럭시S10용 7나노 AP다. 당시 삼성전자는 제품과 고객사 정보를 자세히 공개하지 않았다. 그러나 이번에 적용 대상이 확인됐고, 신형 AP에는 인공지능 전용 코어도 탑재되는 것으로 파악됐다.

업계 고위 관계자는 “갤럭시S10 AP에는 2개의 인공지능 코어가 적용된다”면서 “인공지능 기능을 갖추면서 7나노 EUV로 제조돼 성능이 전보다 큰 폭의 성능 향상이 있을 것”이라고 말했다.

갤럭시S9에 적용된 모바일 AP 엑시노스9(9810)(자료: 삼성전자)
<갤럭시S9에 적용된 모바일 AP 엑시노스9(9810)(자료: 삼성전자)>

삼성전자는 올해 3월 인공지능 성능을 강화한 AP(엑시노스7 9610)를 발표했다. 그러나 이는 인공지능 전용 코어가 탑재되지 않은 제품이다. 삼성전자는 갤럭시S10용 AP에 인공지능 연산을 위한 코어를 내장해 딥러닝을 가능하게 하고 이를 통해 영상, 이미지, 음성 인식 성능을 한층 강화할 것으로 보인다.

스마트폰에서 인공지능을 구현하려면 많은 데이터와 알고리즘을 통해 학습하게 만들고 수행 방법을 가르쳐 줘야 한다. 이런 딥러닝은 기존 중앙처리장치(CPU)로 구현하기에는 한계가 있다. 사람의 뇌가 정보를 처리하는 방식과 유사한 별도의 장치, 즉 인공지능 코어 또는 신경망처리장치(NPU)를 AP에 별도 추가하는 이유다.

인공지능 AP는 스마트폰 혁신을 이끌 기술로 중요성이 부각되고 있는 가운데 글로벌 스마트폰 업체들이 기술 경쟁을 펼치고 있다. 화웨이와 애플은 이미 자사 스마트폰에 인공지능 AP를 적용했다. 화웨이 '기린980'(메이트20 시리즈에 적용), 애플 'A12바이오닉'(아이폰 XS시리즈 적용)이 대표 인공지능 AP다. 화웨이와 애플이 지난해부터 인공지능 AP를 자사 스마트폰에 탑재한 것과 비교, 삼성전자는 상용화가 늦었다.

그러나 세계 최초로 7나노 EUV 공정을 적용하는 만큼 얼마나 높은 성능을 구현했을지 관심이 쏠린다. 또 인공지능 AP 양산은 인공지능 반도체 시장 본격 진출을 뜻해 자동차와 같은 사물인터넷(IoT) 분야로 사업을 확대할지 주목된다. 삼성은 자동차에도 인공지능 AP를 활용할 것으로 알려졌다.

시장조사업체 카운터포인트리서치에 따르면 전체 스마트폰 시장에서 AI 기능을 탑재한 폰의 비중은 2018년 16%에서 2020년 35%로 19%포인트(P) 증가가 예상됐다.

AI 스마트폰의 비중 추이(자료: 카운터포인트리서치)
<AI 스마트폰의 비중 추이(자료: 카운터포인트리서치)>

윤건일 전자/부품 전문기자 benyun@etnews.com