[뉴스토마토 왕해나 기자] 파운드리(반도체 위탁생산) 1위를 목표로 내건 삼성전자가 3나노 차세대 공정 기술을 선보이며 초격차 전략에 박차를 가하고 있다. 최근 5나노 플러스(5㎚+) 기술 개발을 발표한 1위 업체 TSMC에 대응해 초미세공정 경쟁에 본격적으로 불을 붙이는 형국이다.
삼성전자는 14일(현지시간) 미국 산타클라라 메리어트 호텔에서 삼성 파운드리 포럼 2019를 열고 차세대 3나노 GAA 공정과 새로운 고객 지원 프로그램인 SAFETM-Cloud를 소개했다.
삼성전자는 지난해 GAA(Gate-All-Around)를 3나노 공정에 도입하겠다고 공개한데 이어 올해 포럼에서는 3GAE(3나노 Gate-All-Around Early)의 공정 설계 키트(PDK v0.1, Process Design Kit)를 팹리스 고객들에게 배포했다고 밝혔다. 3나노 GAA 공정에서 1세대를 얼리(Early), 이후 성능과 전력이 개선된 2세대를 플러스(Plus)라고 한다. 3GAE(3나노 Gate-All-Around Early) 다음 공정이 3GAP(3나노 Gate-All-Around Plus)인 셈이다.
정은승 삼성전자 사장이 14일(현지시간) 미국 산타클라라에서 열린 '삼성 파운드리 포럼 2019'에서 기조연설을 하고 있다. 사진/삼성전자
공정 설계 키트는 파운드리 회사의 제조공정에 최적화된 설계를 지원하는 데이터 파일이다. 이를 활용하면 팹리스 업체가 제품 설계를 보다 쉽게 할 수 있어 시장 출시까지 소요 기간을 단축하고 경쟁력을 높일 수 있다.
삼성전자의 3GAE 공정은 최신 양산 공정인 7나노 핀펫 대비 칩 면적을 45% 가량 줄일 수 있으며, 약 50%의 소비전력 감소와 약 35%의 성능 향상 효과가 기대된다. 삼성전자 관계자는 “3나노 이하 초미세공정은 모바일, 인공지능(AI), 5G(5세대 이동통신) 등 고성능과 저전력을 요구하는 차세대 반도체에 활용될 것”이라고 설명했다.
삼성전자는 3나노 공정에서 독자적인 MBCFETTM(Multi Bridge Channel FET) 기술을 통해 차별화된 이점을 팹리스 고객사들에게 제공할 계획이다. MBCFETTM은 기존의 가늘고 긴 와이어 형태의 GAA 구조를 한층 더 발전시켜 종이처럼 얇고 긴 모양의 나노시트를 적층하는 방식으로, 성능과 전력효율을 높이는 것은 물론 핀펫 공정과도 호환성이 높아 기존 설비와 제조 기술을 활용할 수 있다는 장점을 가지고 있다.
삼성전자는 또 팹리스 고객에게 설계 편의를 제공하기 위해 SAFETM-Cloud 서비스를 지원하기로 했다. 삼성전자 SAFETM-Cloud 서비스는 아마존 웹 서비스(AWS), 마이크로소프트(Microsoft), 자동화 설계툴(EDA) 회사인 케이던스(Cadence), 시놉시스(Synopsys)와 함께 진행하며 속도와 보안성이 검증된 클라우드 환경을 제공한다.
팹리스 고객들은 SAFETM-Cloud 서비스를 통해 삼성전자와 파트너사들이 제공하는 공정 설계 키트(PDK, Process Design Kit), 설계 방법론(DM, Design Methodologies), 자동화 설계 툴(EDA, Electronic Design Automation), 설계 자산(라이브러리, IP) 등을 이용해 투자 비용을 줄이고 보다 빠르게 반도체를 제작할 수 있다.
삼성전자는 5나노 이후 미세공정의 기본 틀을 3나노로 잡은 것으로 분석된다. 지난해에 3나노 공정에 대한 로드맵을 발표했고 올해 포럼에서는 3나노 공정을 공개한 것이다. 삼성전자는 극자외선(EUV) 노광 기술 기반으로 최근 7나노 제품 양산과 6, 5나노 공정 개발을 완료했고 4나노 핀펫 공정과 3나노 MBCFETTM 공정 개발에도 박차를 가하고 있다. 올해 하반기에 6나노 적용 제품 양산을 시작으로 5나노 기반 제품 회로 설계 완성 그리고 4나노 핀펫 공정을 개발 완료한다는 계획이다. 초미세 공정을 통해 TSMC(시장점유율 48.1%)의 독점 구조를 빠르게 깨나가겠다는 전략이다. 삼성전자는 메모리 반도체에서는 독보적인 세계 1위지만 파운드리에서는 2위(19.1%)에 머물러 있다.
정은승 삼성전자 파운드리사업부 사장은 “반도체 공정과 생산, 패키지 분야의 앞선 기술뿐만 아니라 파운드리 업체와 고객, 파트너가 서로 신뢰하고 비전을 공유하는 것도 매우 중요하다”면서 “이번 포럼을 통해 삼성전자의 기술적 성과와 목표를 공유할 수 있어서 무척 기쁘다”고 말했다.
왕해나 기자 haena07@etomato.com