'보고있나 TSMC'..삼성, 최초 3나노 시대 열었다

[한국경제TV 정재홍 기자]
<앵커> 삼성전자가 세계 최초로 3나노 파운드리 공정 초도 양산을 시작했습니다. 파운드리 분야 점유율 1위인 TSMC 추격을 위한 발판을 마련했다는 평가입니다.

산업부 정재홍 기자와 자세한 이야기 나눠보겠습니다.

정 기자. 삼성의 3나노 공정에 대한 우려의 시선이 있었던 것도 사실이었는데 결국 양산을 시작했군요.

<기자> 네. 지연될 거라는 시장의 우려도 있었지만 삼성전자가 해냈습니다. 삼성은 오늘 오전 자료를 내고 최신 GAA(게이트 올 어라운드) 기술이 적용된 3나노 파운드리 공정 초도 양산을 시작했다고 밝혔습니다.

3나노 기술이 첫 적용된 제품은 고성능 컴퓨팅용 시스템 반도체였습니다. 삼성전자는 앞으로 3나노 공정을 이용해 모바일 SoC(시스템 온 칩) 등 적용 범위를 확대하겠다고 강조했습니다.

<앵커> 대만 TSMC 보다 기술력에서 앞섰다는데 맞는 말인가요.

<기자> 일단 기술력에서 앞선 건 맞습니다. 준비된 그래프를 보면서 얘기를 할까요.

삼성전자와 TSMC의 연도별 공정 난이도를 비교한 겁니다. 2016년까지는 10나노 수준에서 기술력이 비슷하다가 7나노 핀펫 공정에서 삼성이 TSMC 보다 한 발 뒤처지게 됐습니다.

삼성이 다시 기술 공정 난이도를 높이면서 어느정도 따라가긴 했습니다. 그러나 4나노 수율 문제가 겹치면서 이 사이에 많은 고객사들이 이탈하기도 했습니다. 이에 따라 삼성과 TSMC의 파운드리 분야 점유율 격차가 30%포인트 안쪽으로 좁혀진 적도 있었지만요. 최근엔 다시 벌어졌습니다.

삼성으로서는 앞서 나가는 `기술` 하나라도 있어야 하는 형편인 거였죠. 이번 3나노 GAA 공정 적용은 그런 측면에서 의미가 크다고 볼 수 있겠습니다.

<앵커> 파운드리 나노미터 공정은 숫자가 적을 수록 난이도가 높은 거잖아요. 기술력이 얼마나 좋아진 겁니까.

<기자> 기존 공정과 비교해서 `작은 면적`에 `전력 효율`을 높이면서 `성능`까지 좋아진 게 특징입니다.

반도체 공정을 잠깐 설명드리면요. 지난 달 바이든 미국 대통령이 서명한 동그란 실리콘 판을 웨이퍼라고 부르는데요. 공정 난이도가 높을 수록 즉 나노 공정 앞에 숫자가 작을 수록 한 웨이퍼에 더 많은 반도체를 만들 수 있습니다. 파운드리 업체로서는 공정 기술이 좋으면 더 많은 이익을 남기는거죠.

그런데 나노 공정 기술력이 오르면서요. 반도체에 전류를 제어하는 트랜지스터의 크기도 작아지며 불량품도 많이 나오게 됐습니다. 즉 수율을 개선하는 또다른 기술이 필요해진 거죠.

삼성은 이번 3나노에 기존 핀펫 공정이 아닌 GAA 공정을 적용했습니다. 핀펫은 트랜지스터에서 전류 흐름을 제어하는 게이트와 전류가 흐르는 채널이 닿는 면적이 3곳인데 GAA는 4곳입니다. 전력효율이 좋아지게 된거죠.

삼성전자는 3나노 GAA 공정이 5나노 핀펫과 비교해 45% 전력 절감 효과가 있다고 밝혔습니다. 이에 더해 2023년부터 적용할 GAA 2세대 기술은 전력 절감 효과가 50%에 달한다고 오늘 처음으로 발표했습니다.

<앵커> 시장에서는 오늘 발표에서 3나노 파운드리 공정을 이용하는 주요 고객사도 일부 공개할 거라는 예상이 있었는데요.

<기자> 아쉽게 고객사는 공개되지 않았습니다. 시장에서는 중국 블록체인 기업과 퀄컴이 일부 예약 물량을 발주했다는 소식은 있었지만요.

앞서 설명드린대로 고성능 컴퓨팅용 시스템 반도체를 양산했다 수준만 공개됐지 어떤 기업이 3나노 공정을 이용했는지는 나오지 않았습니다.

또 한 가지 수율 문제도 빼놓을 수 없는데요. 삼성이 대대적으로 3나노 공정 양산을 밝힌 만큼 어느정도 안정적인 수율을 확보했을 거라는 평가지만 오늘 자료에서는 밝히지 않았습니다.

3나노 GAA 공정이 앞으로 안정적인 생산능력을 갖추려면 60% 정도의 수율을 확보해야 한다는 평가인데요. 앞으로 얼마나 많은 주요 반도체 고객사가 3나노 공정을 찾을지가 삼성의 3나노 생산능력에 대한 평가 기준이 될 것으로 보입니다.

<앵커> 네 지금까지 산업부 정재홍 기자였습니다. 잘 들었습니다.
정재홍 기자 jhjeong@wowtv.co.kr