스마트폰의 두뇌인 애플리케이션 프로세서(AP) 제조 공정이 하반기 플래그십 제품을 중심으로 일제히 7나노미터(㎚, 10억분의 1m) 시대로 접어든다. 7나노 AP는 현재 플래그십 스마트폰에 주로 탑재되는 10나노 공정 기반 AP보다 성능과 소비전력 면에서 적게는 20%에서 많게는 40%까지 개선될 전망이다.
애플은 2017년 선보인 아이폰텐(X)과 아이폰9에 TSMC에 주문한 10나노 공정 기반 A11 바이오닉 칩을 탑재했다. A11 바이오닉 칩은 기존 A10보다 기본 입출력 성능 향상 외에도 신경망 엔진을 적용해 음성 인식이나 자연어 처리 등 인공지능(AI)에 특화된 기능 강화에 초점을 맞췄다.
A11 바이오닉과 A10은 같은 10나노 공정으로 제작됐지만, 성능과 전력 소모량은 한 단계 진일보했다. A11 바이오닉을 탑재한 아이폰X과 A10을 탑재한 아이폰7 플러스를 비교하면 이 차이가 분명히 드러난다. 아이폰X은 아이폰7 플러스보다 낮은 용량의 배터리를 탑재하고도 배터리 수명은 거의 비슷하다. 디스플레이 해상도는 되레 아이폰X이 더 크다.
7나노 공정으로 제작되는 A12 칩은 기존 10나노 공정의 A11 바이오닉보다 다이 크기를 줄이면서도 성능과 전력 소모량이 개선될 전망이다. TSMC에 따르면, 7나노 다이는 10나노에 비해 소비전력을 40%쯤 줄일 수 있다. 집적도가 늘어나면서 그래픽 처리 유닛(GPU)의 코어를 기존 3개에서 6개로 늘릴 수 있다. 이 덕에 아이폰X의 노치 디자인을 불가피하게 만들었던 전면 상단 얼굴인식용 트루뎁스 카메라의 크기가 줄어들어 노치 비중이 줄어들 것이란 관측도 나온다.
전 세계 안드로이드 스마트폰에 가장 많이 탑재되는 AP 중 하나인 퀄컴의 스냅드래곤도 본격적으로 7나노 공정으로 갈아탄다. 퀄컴은 22일(현지시각) 7나노 공정 기반의 스냅드래곤 모바일 플랫폼의 샘플 공급을 시작했다고 밝혔다.
앞서 10나노 공정의 스냅드래곤 모델명이 845였음을 고려하면, 7나노 스냅드래곤의 첫 모델명은 855가 유력하다. 스냅드래곤 855 생산은 애플 A12 칩셋을 만드는 TSMC가 맡는다. 스냅드래곤 855는 퀄컴의 5G 모뎀 칩 X50과 함께 사용할 수 있다. 전 세계 이동통신사가 내년 상반기 중 5G 상용화를 앞두고 있다는 점에서 당연한 수순이다.
퀄컴은 7나노 공정 기반 스냅드래곤 855 상용 제품에 대한 세부 정보를 올 4분기에 발표할 예정이다.
최근 스마트폰 시장의 핵으로 떠오른 중국도 빼놓을 수 없다. 화웨이는 8월 말 독일 베를린에서 열리는 국제 가전 전시회 IFA 2018에서 7나노 공정 기반의 새 AP 기린980을 공개할 예정이다. 화웨이는 지난해에도 IFA 2017에서 10나노 공정 기반 기린970을 발표한 바 있다. 기린980은 전작인 기린970보다 성능은 20% 높이고, 배터리 수명은 40%쯤 향상됐다는 후문이다.
한편, 삼성전자는 내년 상반기 출시할 갤럭시S10(가칭)에 탑재할 엑시노스 9820부터 7나노 공정을 적용할 것으로 알려졌다. 이에 앞서 삼성전자가 엑시노스 9820을 내년 1월 열리는 세계 최대 IT 전시회 CES 2019에서 공개할 가능성도 있다. 삼성전자는 7나노 공정을 위해 화성 캠퍼스에 극자외선(EUV) 노광 라인을 구축하고, 하반기 중 시험 생산을 시작할 예정이다. 본격적인 7나노 공정 제품 양산은 내년 초가 될 전망이다.