아이폰15, 3나노 '첫 사용'…스마트폰 '두뇌 경쟁' 뜨겁다

[서울=뉴시스]이인준 기자 = 애플이 현존하는 반도체 공정 중 가장 미세한 공정인 3나노미터(㎚·10억분의 1m) 기반의 반도체 칩을 아이폰15에 탑재, 본격적인 '3나노 시대'를 연다.

3나노 공정으로 만든 반도체가 소비자용 제품에 적용되는 사실상 첫 사례다. 앞으로 3나노 시장은 전 세계 스마트폰 업체들이 신제품을 경쟁하는 최대 격전지가 될 전망이다. 내년 3나노 2세대 양산을 앞둔 삼성전자의 대응에도 관심이 쏠린다.

 13일 업계에 따르면 애플 아이폰15 프로 모델에 3나노 AP(애플리케이션 프로세서)인 'A17 프로'가 탑재됐다.

모바일 AP는 연산과 명령을 실행하는 역할을 하는데, 스마트폰의 두뇌로 불린다. 미세한 성능 차이로 제품의 성패가 갈리는 스마트폰 시장에서 모바일 AP가 제품 경쟁력의 본질이라고 해도 과언이 아니다.

애플 'A17 프로'에 들어간 반도체 소자 '트랜지스터'는 총 190억개로, 아이폰15 기본 모델에 들어간 'A16 바이오닉'(160억개) 대비 20% 늘었다.

칩 크기는 거의 비슷하지만, 반도체 칩의 성능과 기능을 높여주는 트랜지스터는 더 많이 썼다는 뜻이다. 3나노 공정을 활용한 트렌지스터는 더 작아진 덕에 반도체 설계와 디자인을 대폭 개선할 수 있다.

이렇게 작아진 트랜지스터만큼 전력 소모량은 줄고, 속도와 성능은 더 좋아진다. 애플에 따르면 A17 프로의 연산 처리성능은 전작 대비 최대 10% 빨라졌다.

반면 애플은 3나노 공정의 Ap가 전작 대비 50% 가량 비싼 단가에도 불구, 제품 가격은 동결하는 초강수를 뒀다. AP는 스마트폰 제조비용에서 가장 큰 비중을 차지하는 부품으로, 시장분석 업체들에 따르면 애플 아이폰14 프로 맥스의 경우 전체 제조비용에서 모바일 AP가 차지하는 비중이 20%에 달할 정도다.

애플 측은 "A17 프로는 스마트폰 실리콘계에서의 선도적 위상을 보여줄 것"이라고 밝혔다.

애플의 신형 AP를 사용한 아이폰15는 경쟁 업체에 비해서도 핸드폰 성능이 월등한 것으로 추정된다.

애플 A17 프로는 파운드리 업계 1위 TSMC의 3나노 공정에서 만든다. 현재 모바일 AP 시장의 주력인 4나노 공정 대비 성능은 최대 15%, 전력효율은 35%까지 높일 수 있다.

업계에서 컴퓨팅 기기의 성능 비교 지표인 '긱 벤치' 점수에서 A17 바이오닉은 싱글 코어와 멀티 코어 테스트에서 각각 3269점, 7666점을 기록했다.

이는 퀄컴의 '스냅드래곤8 3세대'보다 40% 이상 높은 점수다. 최근 중국 화웨이에 들어간 것으로 알려진 7나노 공정을 사용한 하이실리콘의 AP '기린9000s'(각각 1005점·4019점)은 명함도 못 내밀 점수다.

업계에서는 애플 신형 AP와 화웨이 7나노 AP가 3~5년(2∼2.5단계) 이상 뒤쳐진 것으로 해석한다. 이에 애플보다 화웨이에 모바일 AP를 납품하던 퀄컴이 영향을 받을 것이라는 분석이 나온다.

애플 신형 칩이 3나노 시대의 포문을 열며, 파운드리(위탁생산) 업계 경쟁도 가속화할 전망이다.

업계에 따르면 애플에 이어 미디어텍도 TSMC의 3나노 공정을 활용한 차기 모바일 프로세서 '디멘시티' 시리즈 생산에 성공했다.

퀄컴도 2024년 3나노 공정을 통해 '스냅드래곤8 4세대'를 생산할 예정이다. 삼성전자도 이르면 올해 말 4나노 공정을 활용한 '엑시노스2400'을 공개하고, 내년 말 3나노 공정을 적용한 신제품을 개발한다.

이런 가운데 삼성전자도 내년에는 3나노 2세대 공정 양산에 들어갈 예정이어서, 반도체 업체들의 모바일 AP 경쟁은 더욱 치열할 전망이다.

지난해 삼성전자 측은 "3나노 GAA(게이트올어라운드) 2세대 공정에서 대형 모바일 고객을 이미 확보했다"고 밝힌 바 있다. 일각에서는 팹리스(반도체 설계업체)들이 제조 비용 절감과 공급망 안정을 위해 삼성전자의 3나노 공정을 함께 이용할 수 있다는 관측도 나온다.

3나노 모바일 AP 시대가 개막했지만, 기술 진보는 여기서 끝나지 않는다. 업계는 2025년을 기점으로 2나노 공정 양산을 예고한 상태로, 1.4나노 공정까지 개발할 수 있다. 나노 공정은 앞자리 숫자가 낮을수록 더 세밀하고 진보된 공정을 나타낸다.

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