삼성전자, ‘GAA 기술 적용’ 3나노 파운드리 양산 출하식

삼성전자가 25일 화성캠퍼스 내 V1라인에서 차세대 트랜지스터 GAA(Gate All Around) 기술을 적용한 3나노미터(㎚, 10억분의 1ｍ) 파운드리 제품 출하식을 개최했다.

행사에는 산업통상자원부 이창양 장관과 삼성전자 DS부문장 경계현 대표이사(사장) 및 임직원, 협력사, 팹리스 관계자 등 100여명이 참석했다.

이 자리에서 삼성전자는 3나노 GAA 공정 양산과 선제적인 파운드리 기술로 사업 경쟁력을 강화해 나가겠다는 포부를 밝혔다.

그러면서 파운드리사업부와 반도체연구소, 글로벌 제조&인프라총괄 등 사업부를 넘어선 협업으로 기술개발 한계를 극복했다고 강조했다.

2000년대 초반부터 GAA 트랜지스터 구조 연구에 착수한 삼성전자는 지난 2017년 3나노 공정에 해당 기술을 적용, 지난달 30일 양산에 성공했다.

3나노 공정은 현재 반도체 제조 공정 중에서 가장 앞선 기술이다. 이 공정에선 삼성전자가 대만의 TSMC 등 파운드리 경쟁사를 제치고, 우위를 점하고 있다.

GAA는 반도체를 구성하는 트랜지스터에 전류가 흐르는 채널 4개 면을 게이트가 감싸는 형태의 기술이다.

채널의 3개 면을 감싸는 기존 핀펫 구조보다 데이터 처리 속도와 전력 효율이 높은 게 특징이다.

실제로 3나노 GAA 1세대 공정은 기존 5나노 핀펫 공정과 비교해 전력을 45% 절감하면서 성능은 23% 높이고, 반도체 면적을 16% 줄일 수 있는 것으로 나타났다.

내년에 도입될 예정인 3나노 GAA 2세대 공정은 전력 50% 절감, 성능 30% 향상, 면적 35% 축소 등의 성능을 낼 것으로 예측되고 있다.

삼성전자는 3나노 GAA 공정을 고성능 컴퓨팅(HPC)에 우선 적용하고, 향후 주요 고객들과 모바일 SoC(시스템온칩) 제품 등 다양한 제품군에 확대 적용할 방침이다.

경 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 말했다.

이 장관은 “치열한 미세공정 경쟁에서 앞서기 위해 삼성전자와 시스템반도체 업계, 소부장 업계가 힘을 모아달라”며 “정부도 지난주 발표한 ‘반도체 초강대국 달성전략’을 바탕으로 민간 투자 지원, 인력 양성, 기술 개발, 소부장 생태계 구축에 전폭적인 노력을 아끼지 않을 것”이라고 전했다.

한편 삼성전자는 화성캠퍼스에서 3나노 GAA 파운드리 공정 제품 양산을 시작했으며 추후 평택캠퍼스까지 확대해 나갈 예정이다.

화성=박수철·김기현기자