파운드리 판도 뒤집을 '신기술'…삼성, 2025년 '2나노' 양산

최시영 삼성전자 파운드리사업부 사장이 삼성파운드리포럼2021에서 기조연설하고있다/사진제공=삼성전자

삼성전자가 '한 차원 이상 더하기'(Adding One More Dimension)를 주제로 '삼성 파운드리 포럼 2021'을 6일(미국 현지시간) 온라인으로 개최했다.

삼성전자는 이번 포럼에서 GAA(게이트올어라운드) 기술 기반의 3나노(㎚, 1나노미터는 10억분의 1m)·2나노 공정 양산 계획과 17나노 신공정 개발 소식을 소개했다. 삼성전자는 이번 신기술을 통해 공정기술·라인운영·파운드리(위탁생산) 서비스를 한 차원 더 발전시켜 빠르게 성장하는 파운드리 시장에서 경쟁력을 강화하겠다고 밝혔다. 메모리반도체에 이어 시스템반도체 부문에서도 파운드리를 중심으로 기술 경쟁력을 강화하겠다는 전략이다.


삼성전자는 내년 상반기 중 GAA 기술을 3나노 공정에 도입하고 2023년 3나노 2세대, 2025년 GAA 기반 2나노 공정 양산에 들어가는 계획을 발표했다. 차세대 트랜지스터 기술 선점에 대한 자신감을 드러낸 셈이다. GAA 기술은 전력효율, 성능, 설계 차원에서 유연성을 크기 때문에 공정 미세화에 필수적이다.

삼성전자의 독자적인 GAA 기술인 MBCFET™(Multi Bridge Channel FET) 구조를 적용한 3나노 공정이 시작되면 핀펫 기반 5나노 공정보다 성능은 30% 개선되고 전력소모와 면적은 각각 50%, 35% 줄어들 것으로 예상된다.

삼성전자는 "3나노 공정의 경우 안정적인 생산 수율을 확보하며 양산을 위한 준비가 이뤄지고 있다"고 설명했다.

삼성전자는 비용 면에서의 효율성을 감안한 핀펫 기반 17나노 신공정도 이날 발표했다. 17나노 공정은 28나노 공정보다 성능은 39%, 전력효율은 49% 향상되고 면적은 43% 줄어들 것으로 삼성전자는 전망했다.


삼성전자는 특히 평면 트랜지스터 기반의 28나노 이상 공정을 주로 활용하는 이미지센서와 모바일 디스플레이 드라이버 IC 등의 제품에도 17나노 신공정을 적용할 수 있어 응용처가 확대될 가능성도 내비쳤다.

삼성전자는 기존 14나노 공정을 3.3V 고전압, eMRAM 지원 등 MCU(마이크로 컨트롤러 유닛)에 적용할 수 있는 다양한 옵션을 개발해 사물인터넷(IoT), 웨어러블 기기 등 핀펫 공정의 응용처 다변화도 지원할 방침이다.

최시영 삼성전자 파운드리사업부 사장은 이날 기조연설에서 "대규모 투자를 통해 생산 역량을 확대하고 GAA 등 첨단 미세공정뿐 아니라 기존 공정에서도 차별화된 기술 혁신을 이어갈 것"이라며 "코로나19 사태로 급격한 디지털 전환이 이뤄지는 가운데 고객사의 다양한 아이디어가 칩으로 구현될 수 있도록 차별화된 가치를 제공해 나갈 것"이라고 밝혔다.

'삼성 파운드리 포럼 2021'은 역대 파운드리 포럼 중 가장 많은 500개사, 2000명 이상의 팹리스 고객과 파트너들이 사전 등록하며 높은 관심을 끌었다. 삼성전자는 파운드리 고객과 파트너사의 생태계 강화를 위한 세이프 포럼(SAFE, Samsung Advanced Foundry Ecosystem)을 다음달 중 온라인으로 개최할 예정이다.