삼성전자 세계 최초 3나노 양산 소식

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삼성전자-세계최초-3나노양산

 

오늘은 삼성전자가 세계 최초로 3 나노 파운드리 양산에 나섰다는 이야기에 대하여 알아보겠습니다. 지금까지는 TSMC와 삼성전자가 공동으로 4 나노 파운드리 양산을 한 것이 최고로 앞선 기술이었습니다. 

 

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삼성전자 세계 최초 3나노 양산 소식

1. 3나노 공정 

3 나노 공정은 현재 반도체 제조 공정 중에서 가장 앞선 기술입니다. 현재 전 세계에서 파운드리 산업 1위를 달리는 대만의 TSMC 조차 가지고 못했던 기술인 것입니다. 반면에 삼성전자는 6월 30일 세계 최초로 차세대 트랜지스터 구조인 GAA(Gate-All-Around) 신기술을 적용하여 3 나노 공정 파운드리 서비스를 시작한다고 발표하였습니다. 

 

삼성전자는 우선 3나노 공정의 고성능 컴퓨터 용 시스템 반도체를 생산한 이후 이는 모바일 SOC 등으로 점차 확대해 나갈 계획입니다. 

 

 

2. 삼성전자가 3나노 공정을 위해 선택한 GAA 신기술

이번 3나노 공정 양산에서 쓰이는 삼성전자의 신기술은 GAA입니다. 현재 TSMC가 사용 중인 기술인 핀펫 공정으로, 상어 지느러미처럼 생긴 차단기로 전류를 막아 신호를 제어하지만, GAA는 전류가 흐르는 채널을 4면으로 모두 둘러싸 전류의 흐름을 보다 세밀하게 조절할 수 있다는 것이 장점입니다. 

 

GAA 기술은 차세대 반도체 핵심 기술로, 데이터 처리 속도와 전력 효율을 높일 수 있으며 게이트의 면적이 넓어지며 공정 미세화에 따른 트랜지스터 성능 저하 또한 극복할 수 있습니다. 

 

 

 

3. 왜 3나노에 집착하나?

이름에서부터 알 수 있듯이 기존 5나노 공정보다 작은 칩 면적으로 처리 속도가 빨라짐에도 소비 전력은 줄어들기 때문에 고객 수요가 점차 늘어날 수밖에 없기 때문입니다. 시장 조사업체에서는 3나노 파운드리 공정이 올해부터 발생한다면 2024년에는 5 나노 공정 매출을 훨씬 넘어설 것으로 예상하고 있습니다. 2025년까지 연평균 85% 성장률을 보일 것으로 분석하고 있는데, 이렇게 되면 그에 따른 매출과 영업이익도 엄청날 것으로 예상하고 있습니다. 

 

반도체 분야에서는 PPA라고 불리는 Power 소비전력, Performance 성능, Area 면적이 그 반도체의 성능을 나타낸다고 말할 수 있습니다. 얼마나 차이가 날 지에 대하여 기존 5나노 핀펫 공정과 비교해 보도록 하겠습니다. 

 

• 기존 5나노 핀펫 공정과 비교하여 
• 3 나노 GAA 1세대 공정 : 소비전력 45% 절감, 성능 23% 향상, 면적 16% 축소 
• 3나노 GAA 2세대 공정 : 소비전력 50% 절감, 성능 30%, 향상, 면적 35% 축소 

 

 

4. 파운드리 시장의 판도를 뒤흔들 수 있는 게임 체인저 

모두들 아시다시피 파운드리 시장에서는 TSMC가 독보적인 1위이며,  올해 1분기 TSMC가 시장 점유율이 53.6%, 삼성전자가 16.3%을 차지하였습니다. 사실 2위라고 할지라도 격차가 엄청나게 많이 나고 있습니다. 

 

우리가 흔하게 접하는 파운드리 시장 뉴스 중에 어떤 회사가 TSMC에 반도체 생산을 계약 요청했다 또는 TSMC가 어느 어느 회사 수주를 땄다 등의 소식이 많았던 것을 기억하실 겁니다. 즉, 파운드리는 수주 산업으로 고객을 확보해야지만 성장이 가능한 사업인 것입니다. 

 

TSMC는 수십년간 파운드리만 해온 기업입니다. 그래서 파운드리에 대한 노하우와 충성도 높은 고객들이 많이 있습니다. 하지만 삼성전자가 본격적으로 파운드리 산업에 진입한 것은 2017년였습니다. 당연히 경험과 고객과의 신뢰 도면에서 TSMC에 상대가 되지 못한 것은 당연한 사실일 것입니다. 

 

하지만 이번에 삼성전자가 현재 반도체 분야에서 최신 기술을 개발하면서 앞으로는 고객을 확보하는 것이 점차 쉬워질 것으로 보입니다. 고객들은 기존 공정보다 더 나은 성능을 가진 삼성전자의 3나노 공정을 선택할 가능성이 높아졌기 때문입니다. 이에 따라 삼성전자의 2021년 파운드리 고객은 100곳에 불과했지만, 2026년까지 300곳 이상을 확보하는 것을 목표로 잡았습니다. 고객들이 많이 확보가 되면 시장 점유율을 당연히 올라갈 것이고 TSMC와의 격차로 많이 줄일 수 있을 것으로 예상됩니다. 

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오늘은 삼성전자의 세계 최초 3나노 파운드리 공정 양산 소식에 대하여 이야기해 보았습니다. 2030년까지 삼성전자가 파운드리 시장에서 1위를 차지하겠다고 것을 목표를 잡은 것은 알고 있었지만 TSMC가 너무 독보적이어서 삼성전자의 목표에 저는 약간 회의적이었습니다. 아직 갈 길은 멀겠지만, '시간'이라는 것이  정말 중요한 반도체 기술 분야에서 1위 업체보다 더 최신 기술을 보유하게 된 사실만으로도 앞으로의 파운드리 시장의 판도가 조금은 바뀌지 않을까 기대를 해 봅니다. 글 읽어주셔서 감사합니다.