뉴스노믹스 권경희 기자 |
삼성전자가 세계 최초로 차세대 트랜지스터 GAA(Gate-All-Around) 기술을 적용한 3나노(nm, 나노미터) 파운드리(반도체 위탁생산) 공정 양상에 들어갔다. 3나노 공정은 반도체 제조 공정 가운데 가장 앞선 기술로, 파운드리 1위업체인 대만의 TSMC를 기술 초격차로 글로벌 시장에서 우위를 점하겠다는 삼성전자의 승부수다.
삼성전자는 25일 경기도 화성캠퍼스 내 극자외선(EUV) 전용 V1 라인에서 3나노 파운드리 제품 출하식을 개최했다. 이날 행사에는 이창양 산업통상자원부 장관을 비롯해 경계현 삼성전자 대표(DS부문장), 김영재 대덕전자 대표, 이준혁 동진쎄미컴 대표, 정현석 솔브레인 대표, 이현덕 원익IPS 대표, 김창현 원세미콘 대표, 이경일 피에스케이 대표, 고상걸 케이씨텍 부회장, 이장규 텔레칩스 대표와 임직원 등 100여명이 참석해 3나노 GAA 연구개발과 양산에 참여한 임직원들을 격려했다.
경계현 대표는 "삼성전자는 이번 제품 양산으로 파운드리 사업에 한 획을 그었다"며 "핀펫(FinFET) 트랜지스터가 기술적 한계에 다다랐을 때 새로운 대안이 될 GAA 기술의 조기 개발에 성공한 것은 무에서 유를 창조하는 혁신적인 결과"라고 직원들을 격려했다.
3나노 공정은 회로 간격이 미세할수록 성능이 높아지는 반도체 제조 공정 중 현존 가장 앞선 기술이다. 삼성전자는 3나노 기술 도입으로 TSMC를 따라잡을 발판을 마련했다. 삼성전자에 따르면 3나노 공정 생산 제품(1세대 기준)은 기존 5나노 공정 제품보다 전력이 45% 절감되고 성능은 23% 향상되며 면적은 16% 축소된다. 기존 5나노 제품보다 칩 면적은 작고 처리 속도는 빨라지는데도 소비 전력은 줄어들기에 고객 수요가 늘어날 수밖에 없다.
시장조사업체 옴디아는 3나노 파운드리 공정 매출이 연평균 85% 성장해 2024년에는 5나노 공정 매출을 넘어설 것으로 예상했다. 시장조사업체 트랜드포스은 TSMC의 올해 1분기 파운드리 시장점유율은 53.6%로 부동의 1위이며 2위인 삼성전자는 16.3%라고 전했다. 하지만 삼성전자가 3나노 양산에 한발 앞서 나가면서 앞으로 상황이 달라질 전망이다.
삼성전자가 이번에 양산을 시작한 차세대 GAA 기술은 반도체를 구성하는 트랜지스터에서 전류가 흐르는 채널(Channel) 4개면을 게이트(Gate)가 둘러 싸는 형태로 TSMC가 사용하고 있는 채널 3개면을 감싸는 기존 핀펫구조보다 성능이 월등하다. 게이트 면적이 넓어지며 공정이 미세화돼 트랜지스터 성능이 올라갈 뿐만 아니라 데이터 처리 속도와 전력 효율을 높이는 차세대 핵심 기술이기 때문이다. TSMC가 내달 안으로 3나노 칩 제조를 시작할 예정이지만 여전히 핀펫 기반이고, GAA 기술을 품은 제품은 2025년께나 양산이 가능할 것으로 전망돼 그 사이 삼성이 시장을 따라잡을 수 있을 것이라는 분석이다.
한편 현재 삼성전자는 3나노 GAA 공정을 고성능 컴퓨팅(HPC)에 처음으로 적용하고, 주요 고객들과 모바일 SoC 제품 등 다양한 제품군에 확대 적용하기 위해 협력하고 있다. 우선 화성캠퍼스에서 3나노 양산을 시작했으며 향후 평택캠퍼스까지 확대할 계획이다.
