삼성, TSMC 잡을 신무기 내놨다.. 세계 최초 3나노 파운드리 양산

반도체 제조공정중 가장 앞선 기술
파운드리 1위 TSMC 역전 노리는 계기

3나노 파운드리 양산에 참여한 삼성전자 파운드리사업부, 반도체연구소, 글로벌 제조&인프라총괄 주역들이 손가락으로 3을 가리키며 3나노 파운드리 양산을 축하하고 있다. /삼성전자

삼성전자가 세계 최초로 3나노 파운드리 공정 기반의 초도 양산을 시작했다고 30일 밝혔다. 3나노는 반도체 제조 공정 가운데 가장 앞선 기술이다. 특히 차세대 GAA(게이트 올어라운드) 신기술을 적용한 3나노 공정 파운드리는 전 세계에서 삼성이 유일하다. 이는 세계 1위 파운드리 업체인 대만 TSMC를 따라잡을 주요 계기가 될 것으로 보인다.

삼성전자는 이미 여러곳의 고객사를 확보한 것으로 알려졌다. 삼성은 “3나노 공정의 고성능 컴퓨팅용 시스템 반도체를 초도 생산했고, 이를 스마트폰용 통합칩 등으로 확대해 나갈 예정”이라고 설명했다.

이번 3나노 공정은 기존 5나노 공정 대비 전력을 45% 절감하면서도 성능 23% 향상하고, 면적은 16% 축소했다. ‘나노’는 머리카락 굵기의 10만분의 1에 불과한 초미세 단위로, 반도체 회로의 선폭을 뜻한다. 회로 선폭이 가늘수록, 한정된 공간에 더 많은 회로를 그릴 수 있기 때문에 하나의 웨이퍼(반도체 원판)에서 나오는 반도체 숫자도 늘어난다. 이를 통해 생산 효율성과 수익성이 높아지는 효과가 있다.

삼성전자 파운드리사업부 정원철(왼쪽부터) 상무, 구자흠 부사장, 강상범 상무가 화성캠퍼스 3나노 양산라인에서 3나노 웨이퍼를 들어보이고 있다. /삼성전자

3나노 파운드리 양산은 ‘후발 주자’인 삼성이 기술력의 우위를 보여줬다는 의미가 있다. 올 1분기 파운드리 점유율(매출 기준)은 TSMC가 53.6%, 삼성전자가 16.3%로 격차(37.3%포인트)가 크다. TSMC는 현재 4나노가 첨단 공정이고, 3나노는 올 하반기에 양산할 것으로 예상된다. 신기술인 GAA 공정은 2나노에 적용할 계획이다.

다만 관건은 수율(생산품 대비 양품 비율)이다. 삼성이 3나노 양산을 먼저 발표했지만, 이를 안정적으로 적시에 공급하지 못하면 고객사의 신뢰를 얻지 못하기 때문이다. 특히 삼성은 앞선 4나노 공정에서 TSMC 대비 수율면에서 밀렸다는 평가를 받았고, 이를 만회할 카드로 ‘3나노 조기 도입’을 꺼내든 상황이다. 즉 단기간 내에 수율을 충분히 끌어 올릴 수 있느냐가 관건이 될 것으로 보인다. 삼성전자 관계자는 “수율이 빠르게 올라가는 중”이라고 말했다.