엔비디아·퀄컴 다시 돌아오나…삼성 4나노 수율 75%까지 올렸다

3나노는 60% 이상 추정
테스트 웨이퍼 투입량 증가 영향
수율 악화로 이탈한 고객사 확보 청신호

엔비디아·퀄컴 다시 돌아오나…삼성 4나노 수율 75%

[파이낸셜뉴스] 삼성전자 파운드리(반도체 위탁생산)가 4나노미터(1nm=10억분의 1m) 수율을 75% 이상까지 끌어올리며 대형 고객사 확보에 속도를 내고 있다.

11일 관련 업계에 따르면 하이투자증권은 이날 발표한 보고서에서 삼성전자 파운드리의 4나노 수율을 75% 이상, 3나노는 60% 이상으로 추정했다. 수율 60%는 고객사 제품을 안정적으로 양산할 수 있는 수준으로 평가된다.

삼성전자는 과거 7나노 이하 초미세공정 양산 초기마다 수율 안정화에 실패했다. 이에 엔비디아, 퀄컴 등 글로벌 팹리스(설계 전문)들이 경쟁사인 TSMC로 줄줄이 이탈하는 아픔을 겪었지만, 4나노부터 수율을 빠르게 높이는 데 성공하고 있다. 4나노는 현재 주요 팹리스 업체들이 대부분 사용하고 있는 공정으로, 수율 향상에 따른 고객사 물량 수주에도 긍정적일 전망이다.

삼성전자가 단기간 내 수율을 개선한 배경으로는 최근 반도체 업황 부진이 꼽힌다. 반도체 업체들은 설비투자가 줄어드는 상황에서도 선단공정 연구개발(R&D) 비용을 크게 줄이기 어려운데, 팹(공장) 가동률 하락으로 테스트 웨이퍼 투입량을 늘리며 초미세공정 수율을 개선할 수 있었다는 분석이다.

세계 최초 게이트올어라운드(GAA) 방식의 3나노 공정을 양산한 기술력은 삼성전자의 최대 경쟁력이다.

GAA는 삼성전자가 3나노 공정부터 적용한 차세대 트랜지스터 제조 기술이다. 게이트가 채널의 4면을 둘러싸고 있는 구조의 트랜지스터로, 게이트가 3면과 접촉하는 기존 핀펫(FinFET)보다 성능·전력 소모 등에서 우위를 보인다. 2나노부터 GAA 방식을 적용하는 TSMC보다도 한 발 앞서 GAA 기술을 채택했다. 향후 삼성전자가 GAA 기술 노하우를 기반으로 2나노 이하 공정 수율도 빠르게 향상시킬 수 있을 것으로 관측된다.

삼성전자는 초미세공정 개발·양산 기술력과 수율 안정화 등을 발판 삼아 대형고객사 수주물량 확보에 속도를 낸다는 구상이다. 오는 2028년에 2017년 대비 5배 이상 고객사를 확보한다는 게 삼성전자의 목표다.

하이투자증권 박상욱 연구원은 "핀펫과 GAA는 사용되는 소재부터 장비까지 상이한 부분이 많아 삼성전자의 경쟁사들이 초기 수율을 잡는데 어려움을 겪을 것으로 전망된다"며 "3나노 이하 파운드리 자체 난이도도 높기 때문에 이미 3나노 GAA 수율이 60%이상 올라온 삼성전자가 2나노 경쟁에서 유리할 것으로 예상된다"고 말했다.
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