삼성전자가 세계 최초로 3나노미터(㎚, 1나노미터는 10억분의 1m) 파운드리(반도체 위탁생산) 공정 기반의 초도 양산을 시작했다고 30일 밝혔다. 반도체 제조공정 가운데 가장 앞선 초미세 기술이다.
특히 기존 핀펫 구조를 넘어선 차세대 GAA(게이트올어라운드) 구조가 적용된 3나노 공정으로도 전 세계에서 삼성전자가 유일하다. "삼성전자가 파운드리업계 1위 대만 TSMC를 따라잡기 위해 칼을 갈았다"는 평가가 나오는 이유다.
무엇보다 파운드리 시장에서 후발주자인 삼성전자가 처음으로 TSMC를 넘어서는 기술력의 우위를 보여줬다는 의미가 크다. TSMC는 현재 4나노 공정으로 양산 중이고 올 하반기 3나노 공정 양산에 들어갈 예정이다. 신기술인 GAA는 2025년으로 예상되는 2나노 공정부터 적용할 것으로 알려졌다.
삼성전자는 3나노 GAA 1세대 공정이 기존 5나노 핀펫 공정과 비교해 전력을 45% 절감하면서 성능은 23% 높이고 면적은 16% 줄였다고 밝혔다. 2023년으로 예정된 GAA 2세대 공정에서는 전력을 50% 절감하면서 성능은 30% 끌어올리고 면적은 35% 축소할 전망이다.
반도체에서는 회로의 선폭이 가늘수록 한정된 공간에 더 많은 회로를 그릴 수 있어 하나의 웨이퍼(반도체 원판)에서 나오는 반도체 숫자도 늘어난다. 이를 통해 생산 효율성과 수익성, 제품의 성능을 높일 수 있기 때문에 미세공정 기술이 경쟁력으로 직결된다.
삼성전자는 현재 100여곳의 고객사를 확보한 것으로 알려졌다. 3나노 공정을 발판으로 2026년까지 고객사를 3배 이상 늘린다는 목표다.
관건은 수율(생산한 합격품의 비율)이다. 삼성전자가 3나노 공정 양산을 먼저 발표했지만 안정적으로 제때 공급하지 못하면 시장 신뢰를 얻지 못한다. 삼성전자는 앞서 4나노 공정 수율에서 TSMC에 못 미쳤다는 평가를 받았다. 3나노 공정에서는 수율이 빠르게 개선되고 있는 것으로 전해진다.
최시영 삼성전자 파운드리사업부장(사장)은 "3나노 공정의 고성능 컴퓨팅(HPC)용 시스템 반도체를 초도 생산한 데 이어 모바일 SoC(시스템온칩) 등으로 확대할 예정"이라며 "차별화된 기술을 개발하고 공정 성숙도를 빠르게 높이는 시스템을 구축해 나가겠다"고 말했다.
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