[경제플러스=이솔 기자] 삼성전자가 3나노미터(㎚·10억 분의 1m) 파운드리(반도체 위탁생산) 공정 양산에 돌입했다. 3나노 공정이 적용된 반도체를 만들어 제품으로 공급하는 건 삼성이 처음이다. 삼성이 업계 선두인 대만의 TSMC를 따라잡을 수 있는 중요한 전기를 마련했다는 평가다.
삼성전자는 세계 최초로 ‘GAA(Gate-All-Around)’ 기술을 적용한 3나노 파운드리 공정 기반의 초도 양산을 시작했다고 30일 밝혔다.
3나노 공정은 반도체 제조 공정 가운데 가장 앞선 기술이다. 지난달 조 바이든 미국 대통령이 삼성전자 평택공장을 찾았을 때 GAA 기반 3나노 시제품에 서명하면서 다시 한 번 전 세계적인 관심을 받은 바 있다.
반도체에서 ‘나노’는 회로의 선폭을 의미한다. 3나노 공정은 반도체 회로 선폭이 머리카락 굵기의 10만 분의 3 수준에 불과하다. 선폭이 좁을수록 고효율·고성능 반도체를 만들 수 있고 한 웨이퍼에서 더 많은 칩을 제조할 수 있는 만큼 생산성 역시 올라간다. 실제 3나노 GAA 1세대 공정으로 생산된 반도체는 기존 5나노 핀펫(FinFET)공정 대비 전력을 45%가량 절감할 수 있다. 성능은 23% 향상됐고 면적은 16% 축소됐다.
삼성전자는 3나노 공정 구현을 위해 반도체를 구성하는 트랜지스터에서 전류가 흐르는 ‘채널(Channel)’ 4개 면을 ‘게이트(Gate)’가 둘러싸는 형태인 GAA 기술을 세계 최초로 적용했다. GAA는 기존 핀펫 기술보다 칩 면적을 줄이고 소비전력은 감소시키면서 성능은 높인 신기술이다.
삼성은 3나노 공정에 채널을 얇고 넓은 모양의 나노시트(Nanosheet) 형태로 구현한 독자적 ‘MBCFET GAA’ 구조도 적용했다. 기존 구조보다 전류를 더 세밀하게 조절할 수 있어 고성능·저전력 반도체를 설계하는 데 유리하다고 삼성은 설명했다. 삼성전자가 3나노 양산에 본격 돌입하면서 TSMC보다 초미세공정 기술력에서 한발 앞서게 됐다는 평가가 나온다. TSMC는 올해 하반기부터 핀펫 기반의 3나노 반도체 양산에 돌입할 것으로 전해졌다.