삼성전자가 2025년 2나노 공정 양산을 선언했다. 이미 2나노 공정 계획을 선언한 TSMC, 인텔과 함께 초미세공정 경쟁이 본격화할 전망이다.
삼성전자는 7일 온라인으로 ‘삼성 파운드리 포럼 2021’을 개최하고 초미세공정 로드맵을 발표했다. 삼성전자는 2025년 게이트올어라운드(GAA) 기반의 2나노 공정 양산에 나설 계획이다. 삼성전자 파운드리사업부 최시영 사장은 기조연설에서 “대규모 투자를 통해 생산 역량을 확대하고, GAA 등 첨단 미세공정 뿐만 아니라 기존 공정에서도 차별화된 기술 혁신을 이어갈 것”이라고 강조했다.
GAA는 반도체 내에 전류가 흐르는 통로인 원통형 채널 전체를 게이트가 둘러싸는 구조다.
현재 반도체 공정에는 3면을 감싸는 지느러미 모양의 핀펫 구조가 많이 사용되는데, GAA는 핀펫보다 전류의 흐름을 더 세밀하게 제어할 수 있다. GAA 기술은 전력효율, 성능, 설계 유연성을 가지고 있어 공정 미세화를 지속하는데 필수적이다.
삼성전자는 내년 하반기 GAA 기술을 3나노 공정에 도입하고, 2023년에는 2세대 GAA 기술을 3나노 공정에 적용한다는 계획이다. 2025년 2나노 공정에는 3세대 GAA를 접목한다.
특히 삼성전자의 독자적인 GAA 기술인 MBCFET 구조를 적용한 3나노 공정은 핀펫 기반 5나노 공정 대비 성능은 30% 향상되며 전력소모는 50%, 면적은 35% 감소될 것으로 예상된다.
앞서, TSMC와 인텔은 각각 2024년 2나노 공정을 양산하겠다고 발표했다. TSMC는 애플, 인텔은 퀄컴의 칩셋을 2나노 공정으로 만들 계획으로 알려졌다. 삼성전자는 TSMC, 인텔보다 1년 늦은 일정이지만, 차별화된 기술을 통해 우위를 점한다는 계획이다.
TSMC가 파운드리 1위 자리를 공고히 하는 가운데, 인텔이 기술패권을 되찾기 위해 맹추격하는 상황이어서 삼성전자의 2나노 공정이 차질없이 진행되는 게 매우 중요하다.
삼성전자는 초미세공정 뿐만 아니라 수익성 강화를 위한 신공정도 개발했다. 삼성전자는 비용 측면에서 효율성 등을 고려해 핀펫 기반 17나노 신공정을 이날 발표했다.
17나노 공정은 28나노 공정 대비 성능은 39%, 전력효율은 49% 향상되며 면적은 43%가 감소될 것으로 기대된다. 특히, 평면 트랜지스터 기반의 28나노 이상 공정을 주로 활용하는 이미지센서, 모바일 디스플레이 드라이버 IC 등의 제품에도 17나노 신공정을 적용할 수 있어 활용 범위가 다양하다고 삼성전자는 설명했다.
김준엽 기자 snoopy@kmib.co.kr
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