TSMC 뛰어넘은 기술력..삼성 3나노 반도체의 의미

25일 출하식서 GAA방식 3나노 기반 제품 첫 공개

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

삼성전자가 25일 GAA(게이트올어라운드) 방식의 3나노미터 (nm, 1나노미터는 10억분의 1m) 파운드리 공정 반도체 출하식을 갖고 업계 최선단의 기술을 공개한다. 업계는 삼성전자가 파운드리 세계 1위에 한걸음 더 다가서는 날이 될 것이라 내다봤다.

출하식에선 3나노 제품 출하 장면이 최초로 외부 공개될 예정이다. 이날 공개되는 제품은 여러군데의 팹리스(반도체 설계) 회사에 공급되는 것으로 전해진다.

삼성전자는 지난달 30일 3나노 파운드리 공정의 고성능 컴퓨팅(HPC)용 시스템 반도체를 초도 생산했고, 앞으로 모바일 SoC(시스템온칩)등으로 확대해 나갈 예정이라고 밝혔다.

업계는 3나노 공정이 반도체 제조 공정 최선단 기술인 것에 주목했다. 후발주자인 삼성전자가 글로벌 파운드리 업계 1위인 TSMC보다 앞선 기술 경쟁력을 처음으로 입증한 것이기 때문이다. TSMC는 이달 중 3나노 공정을 시작할 것으로 알려졌다.

또 기존 핀펫 구조보다 전력과 성능 면에서 뛰어난 차세대 트랜지스터 구조 GAA 신기술도 삼성전자가 파운드리 업계 최초로 적용했다. 3나노 GAA 1세대 공정은 기존 5나노 핀펫 공정과 비교해 전력은 45% 절감, 성능 23% 향상, 면적은 16% 줄였다. 내년으로 예정된 GAA 2세대 공정은 전력 50% 절감, 성능 30% 향상, 면적 35% 축소를 목표로 한다. TSMC는 3나노 공정에 기존의 핀펫 구조를 적용하고, GAA는 2025년 양산 예정인 2나노 공정부터 적용할 것으로 전해진다.

삼성전자 화성 반도체사업장

삼성전자의 세계 최초 3나노 파운드리 공정 성공은 TSMC를 앞서갈 역전의 발판으로도 해석된다. 파운드리 업계에서 현재 7나노 이하의 미세 공정이 가능한 곳은 삼성전자와 TSMC 단 두 곳 뿐으로, 사실상 투톱 체제로 경쟁을 벌여왔다. 두 회사는 현재 5나노 공정을 주력으로 하고 있는데, 초미세공정 시장이 확대되는만큼 앞선 기술력이 점유율로 이어질 수 있다는 얘기다.

시장조사기관 트렌드포스에 따르면 올해 1분기 기준 글로벌 파운드리 시장 점유율은 TSMC가 53.6%로 1위, 삼성전자가 16.3%로 2위였다.

반도체 업계 관계자는 "삼성전자가 몇십년의 업력 차이와 CAPA(생산능력) 차이에도 불구하고 TSMC를 뛰어넘은 업계 최선단공정을 보여준 것"이라고 말했다. TSMC는 1987년 설립됐다. 삼성전자는 파운드리 시장에 2005년부터 뛰어들어, 2019년에 2030년에 시스템반도체 분야에서 1위를 하겠다는 '시스템반도체 비전'을 발표했다.

남은 것은 수율(양품 비율)이다. 기술력에 더해 수율을 끌어올려 더욱 많은 고객사 확보에 나서야 한다는 것이 전문가들 조언이다. 반도체 업계 한 인사는 "파운드리와 팹리스 계약은 신뢰를 기반으로 한다"며 "결국 수율이 따라와야 삼성전자 파운드리의 입지도 확고해질 것"이라고 말했다.

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한지연 기자 vividhan@mt.co.kr

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