반도체 2나노 전쟁... 삼성&TSMC

https://n.news.naver.com/article/020/0003506355?cds=news_edit

반도체 ‘2나노 전쟁’… 삼성-TSMC 생존게임

삼성전자의 2 나노 공정 계획

삼성전자는 27일(현지 시간) 미국 실리콘밸리에서 열린 ‘삼성 파운드리 포럼 2023’에서 2 나노 공정 양산 계획을 구체화했습니다. 삼성전자는 파운드리 고객사와 파트너사 등 700여 명이 모인 현장에서 “2025년 모바일용 2 나노 공정을 양산하고, 2026년 고성능 컴퓨팅(HPC)용을, 2027년에는 차량용 공정 양산에 들어가겠다”라고 밝혔습니다. 또 “최첨단 2 나노 공정은 3 나노 대비 성능은 12%, 전력효율은 25% 향상되며 면적은 5% 감소할 것”이라고 했습니다.

삼성전자의 파운드리 반도체  도전

사실 삼성전자는 처음에 메모리 부분에만 집중했었습니딘. 파운드리가 큰돈이 안된다는 판단에서였습니다. 그런데 과학의 발전에 따라 파운드리  시장이 크게 성장하게 되자 뒤늦게 이 시장에 뛰어들게 되었습니다. 파운드리 부분에 있어 TSMC가 이미 선점하고 있었기에 삼성전자의 도전이 쉽지 않았습니다. TSMC는 기술력도 있었기에 힘든 도전이었습니다. 그러나 2 나노로 넘어가면서 삼성전자는 TSMC를 넘어설 것으로 보입니다.

사실 3 나노 반도체에 있어 먼저 생산한 것은 삼성전자였습니다. 그러나 문제는 수율이었습니다. 다 좋은데 수율이 너무 낮았던 것입니다. 그러자 TSMC가 3 나노 개발이 늦었음에도 불구하고 전 세계시장을 장악하게 되었던 것이지요.

GAA

그런데 저도 이번에 알게 된 것인데, 삼성전자가 3 나노에 있어서 초반에 수율이 떨어진 이유가 생산방법에 있었다고 합니다. 즉 삼성전자는 GAA공법을 처음으로 시작했던 것입니다. 최근 밝혀진 것이지만, AI 반도체에 가장 최적화된 공법이  게이트올어라운드(GAA) 트랜지스터 기술입니다. 즉 삼성전자는 새로운 공법으로 3 나노 반도체를 생산한 반면, TSMC는 기존의 생산방법인 핀펫공법을 사용해서 생산했던 것입니다. 즉 TSMC는 새로운 도전보다는 안정적인 수율로 생산을 선택했던 것입니다.

그런데 이제 2 나노로 넘어가면서 상황이 바뀌게 된 것은 GAA 공법이 기존의 ‘핀펫’ 공법 대비 데이터 처리 속도와 전력 효율 등을 높일 수 있다는 데 있습니다. 이러다 보니 2 나노에 있어서는 TSMC도 핀펫 공법이 아니 GAA 공법으로 생산하기로 했다고 합니다.

그러나 여기서 문제가 되는 것이 바로 기술력과 수율입니다. 삼성전자는 이미 3 나노에서의 경험으로 안정된 기술을 가지고 있는 반면, TSMC는 이제야 그 길을 걸어가야 하기에 기술력에 있어 차이가 생기게 된 것입니다.

인텔의 도전이 잘 될까?

앞으로 AI시대가 될 것이다 보니 세계적인 기업들이 앞다퉈 2 나노 반도체에 도전하고 있습니다. 특히 인텔의 도전이 거셉니다. 그러나 인텔은 아직 정밀반도체에 있어 7 나노 이상의 기술력을 가지고 있지 않으며 일본은 더욱 그러합니다. 인텔이 24년까지 2 나노 기술을 개발하겠다고 하지만 어디까지나 그들의 희망일 뿐입니다. 7 나노에서 2 나노로 갑자기 넘어가기엔 기술력의 차이가 생길 수밖에 없기 때문입니다.

결론.

자신 있게 시작한 삼성전자의 2 나노 플랜이 성공적으로 이뤄지길 기대합니다. 그리고 2 나노부턴 반도체의 모든 부분에 있어 가장 앞선 기술력을 가진 삼성전자가 되길 기대해 봅니다.