삼성, 내년 상반기 3나노 공정에 초격차 ‘GAA 기술’ 적용

이광영 기자
입력 2021.10.07 02:00
삼성전자의 파운드리 부문 초격차 확보 핵심 기술은 ‘GAA(게이트 올 어라운드) 기술’이다. 삼성전자는 2022년 상반기 3나노 공정에 GAA를 도입한다. 2023년에는 3나노 2세대, 2025년에는 GAA 기반 2나노 공정 양산이 목표다.

삼성전자는 '또 한 차원을 더하다(Adding One More Dimension)'를 주제로 '삼성 파운드리 포럼 2021'을 7일 온라인으로 개최했다. 포럼에서는 이같은 목표를 담은 ‘GAA 기술 기반 3나노 및 2나노 공정 양산 계획’과 ‘17나노 신공정 개발’ 등을 소개했다. 공정기술∙ 라인운영∙ 파운드리 서비스를 한 차원 더 발전시켜, 빠르게 성장하는 파운드리 시장에서 경쟁력을 강화하겠다는 다짐이다.

'또 한 차원을 더하다'를 주제로 열린 삼성 파운드리 포럼 2021 / 삼성전자
삼성전자 파운드리사업부 최시영 사장은 기조연설에서 "대규모 투자를 통해 생산 역량을 확대하고, GAA 등 첨단 미세공정 뿐만 아니라 기존 공정에서도 차별화된 기술 혁신을 이어가겠다"며 "코로나19로 인해 급격한 디지털 전환이 이뤄지고 있는 가운데, 고객들의 다양한 아이디어가 칩으로 구현될 수 있도록 차별화된 가치를 제공하겠다"고 말했다.

이번 '삼성 파운드리 포럼 2021'은 역대 파운드리 포럼 중 가장 많은 500개사, 2000명 이상의 팹리스 고객과 파트너들이 사전 등록하며 높은 관심을 끌었다.

GAA 기술 양산 준비 중… 파운드리 미세공정 시장 주도

GAA는 전력효율, 성능, 설계 유연성을 가지고 있어 공정 미세화를 지속하는데 필수적인 기술이다. TSMC가 내년 7월부터 3나노 양산에 들어가는 기존 핀펫 방식보다 전력 효율을 높여주는 진화한 공정이다.

삼성전자는 2022년 상반기 GAA 기술을 3나노에 도입하고, 2023년에는 3나노 2세대, 2025년에는 GAA 기반 2나노 공정 양산 계획을 밝히며 차세대 트랜지스터 기술 선점에 대한 자신감을 나타냈다.

삼성전자의 독자적인 GAA 기술인 MBCFET™(Multi Bridge Channel FET) 구조를 적용한 3나노 공정은 핀펫 기반 5나노 공정 대비 성능은 30% 향상되며 전력소모는 50%, 면적은 35% 감소될 것으로 예상된다.

3나노 공정의 경우 안정적인 생산 수율을 확보하며 양산을 위한 준비가 이뤄지고 있다고 밝혔다.

최시영 삼성전자 파운드리사업부 사장이 '삼성 파운드리 포럼 2021'에서 기조연설을 하고 있다. / 삼성전자
17나노 핀펫 신공정 개발…응용처 확대 계획도 소개

삼성전자는 비용적 측면에서의 효율성과 응용 분야별 경쟁력을 갖춘 제품을 제공하기 위해 핀펫 기술을 지속적으로 개선하고 있다. 이번 포럼을 통해 핀펫 기반 17나노 신공정을 발표했다.

17나노 공정은 28나노 공정 대비 성능은 39%, 전력효율은 49% 향상되며 면적은 43%가 감소될 것으로 기대된다.

평면 트랜지스터 기반의 28나노 이상 공정을 주로 활용하는 이미지센서, 모바일 디스플레이 드라이버 IC 등의 제품에도 17나노 신공정을 적용할 수 있어 다양한 응용처로의 확대 가능성도 선보였다.

삼성전자는 기존 14나노 공정을 3.3V 고전압, eMRAM 지원 등 MCU(Micro Controller Unit)에 적용할 수 있는 다양한 옵션을 개발해 IoT, 웨어러블 기기 등 핀펫 공정의 응용처 다변화를 지원한다. 8나노 RF(Radio Frequency) 플랫폼의 경우 5G 반도체 시장에서 6㎓ 이하 밀리미터웨이브(㎜Wave) 제품에서의 리더십을 확보한다는 계획이다.

삼성전자는 파운드리 고객과 파트너사의 생태계 강화를 위한 세이프 포럼(SAFE, Samsung Advanced Foundry Ecosystem)을 11월 온라인으로 개최할 예정이다.

이광영 기자 gwang0e@chosunbiz.com


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