"화성캠퍼스 이어 평택 캠퍼스로 3나노 공정 확대할 것"
[매일산업뉴스]삼성전자는 25일 경기도 화성캠퍼스 V1라인(EUV 전용)에서 차세대 트랜지스터 구조인 게이트올어라운드(GAA· Gate All Around) 기술을 적용한 3㎚(나노미터·1㎚는 10억분의 1m) 파운드리 제품 출하식을 가졌다고 밝혔다.
GAA기술을 적용한 3나노 양산은 전 세계에서 삼성전자가 처음이다. 전 세계 1위 파운드리 업체인 대만의 TSMC를 앞서는 선단공정 기술 우위를 기반으로 대형 고객사 확보에 속도를 낼 것으로 전망된다.
이날 행사는 이창양 산업통상자원부 장관과 협력사, 팹리스, 삼성전자 DS부문장 경계현 대표이사(사장)와 임직원 등 100여 명이 참석해 3나노 GAA 연구개발과 양산에 참여한 임직원들을 격려했다.
앞서 삼성전자는 지난 6월 30일 세계 최초로 3나노 양산 성공을 발표했다. 3나노 공정은 반도체 제조 공정 가운데 가장 앞선 기술로, TSMC와 미국 인텔 등 파운드리 경쟁사를 제치고 삼성전자가 가장 먼저 선보였다. 올 하반기에나 3나노 제품 양산에 들어가는 TSMC와 기술격차를 최대 6개월가량 벌린 셈이다. 삼성전자가 3나노 공정을 적용한 제품을 외부에 공개하면서 고객사 수주에서 유리한 고지를 점하게 됐다. 고객사로부터 주문을 받아 제품을 생산하는 파운드리 사업은 고객사 확보가 기업 경쟁력으로 직결된다. 신공정 양산 시점을 앞당길수록 신규 고객사 확보에 유리하다.
특히 삼성전자가 업계 최초로 적용한 차세대 트랜지스터 기술인 GAA는 전류 흐름을 조절하는 스위치 역할을 하는 반도체 트랜지스터 구조를 개선, 기존 핀펫 구조보다 전력효율을 높였다. 기존 핀펫 기반 5나노 공정 대비 성능은 23% 향상되며 전력소모는 45%, 면적은 16% 줄어든다.
삼성전자는 3나노 GAA 공정을 고성능컴퓨팅(HPC)에 처음 적용하고, 주요 고객과 모바일 시스템온칩(SoC) 제품 등 다양한 제품군에 확대 적용할 계획이다. 향후 평택캠퍼스에서도 3나노 GAA 파운드리 공정 제품을 양산할 예정이다.
삼성전자는 GAA 트랜지스터 구조 연구를 2000년대 초반부터 시작했고, 2017년부터 3나노 공정에 적용한 끝에 마침내 양산에 성공했다.
삼성전자 파운드리사업부는 '혁신적인 기술력으로 세계 최고를 향해 나아가겠습니다'는 포부를 밝혔다.
삼성전자 파운드리사업부 기술개발실장 정기태 부사장은 이날 기술개발 경과보고를 통해 "파운드리사업부, 반도체연구소, 글로벌 제조&인프라총괄 등 사업부를 넘어선 협업으로 기술개발 한계를 극복하고 3나노 GAA 공정 양산과 선제적인 파운드리 기술로 사업 경쟁력을 확보했다"고 강조했다.
삼성전자 DS부문장 경계현 대표이사는 "삼성전자는 이번 제품 양산으로 파운드리 사업에 한 획을 그었다"며 "핀펫 트랜지스터가 기술적 한계에 다다랐을 때 새로운 대안이 될 GAA 기술의 조기 개발에 성공한 것은 무에서 유를 창조하는 혁신적인 결과"라고 평가했다.
이 장관은 축사에서 삼성전자 임직원과 반도체 산업계의 노고에 감사를 표했다. 이 장관은 "치열한 미세공정 경쟁에서 앞서기 위해 삼성전자와 시스템반도체 업계, 소부장 업계가 힘을 모아달라"고 당부했다. 그는 "정부도 지난주 발표한 '반도체 초강대국 달성전략'을 바탕으로 민간 투자 지원, 인력 양성, 기술 개발, 소부장 생태계 구축에 전폭적인 노력을 아끼지 않을 것"이라 약속했다.
국내 소부장 및 시스템반도체 기업들은 초미세 공정용 소재, 장비, 설계자산(IP) 등을 공동 개발함으로써 3나노 제품 양산을 뒷받침했다. 이에 이번 성과는 사실상 한국 반도체 산업계가 공동으로 이룬 것이라고 산업부는 평가했다.
특히 첨단 반도체 제조시설은 국가 안보 자산이어서 3나노 반도체 양산 성공은 경제 안보 차원에서 의미가 크며, 글로벌 반도체 공급망에 기여하는 한국의 위상도 한층 높아질 것으로 산업부는 기대했다.
한편 업계는 삼성전자의 3나노 양산 성공으로 TSMC가 독주하고 있는 파운드리 시장에 판도 변화가 올지 주목하고 있다.
시장조사업체 트렌드포스에 따르면 올해 1분기 파운드리 매출 점유율은 TSMC가 53.6%였고, 삼성은 16.3%에 불과했다.
이처럼 굳어진 판세를 뒤집기 위해 삼성전자는 수요가 계속 늘고 있는 최첨단 공정 개발에 힘을 쏟았고, TSMC보다 앞서 3나노 양산 제품을 선보일 수 있었다. TSMC는 올 하반기에 기존 핀펫 기술을 적용한 3나노 양산을 시작할 것이라고 밝힌 바 있다.
업계는 삼성전자가 3나노 공정의 수율(결함이 없는 합격품의 비율)을 안정적으로 끌어올리는 것이 고객사를 늘리는 관건이 될 것으로 보고 있다.
업계 관계자는 "양산에 돌입한 만큼 (수율이) 걱정할 만한 수준은 아닌 것으로 보이지만, 좀 더 지켜봐야 할 것 같다"고 말했다.
