TSMC, 3나노 공정 양산 또다시 연기…6개월 앞선 삼성전자 반사이익 볼까?

TSMC, 3나노 공정 양산 또다시 연기…6개월 앞선 삼성전자 반사이익 볼까?

  • 기자명 최태우
  • 입력 2022.10.19 15:30
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[더퍼블릭 = 최태우 기자] 글로벌 시장 파운드리(반도체 위탁생산) 점유율 1위인 대만 TSMC가 3나노미터(nm·10억분의 1m) 공정 양산을 다시 한 번 연기했다. 이에 따라 지난 6월 3나노 공정 양산에 돌입한 삼성전자의 기술력이 재조명 되는 분위기다.

18일 반도체 업계 등에 따르면, TSMC는 최근 콘퍼런스콜을 통해 “3나노는 이번 분기 후반에 좋은 수율(생산품 중 양품 비율)로 대량 생산이 순조롭게 진행되고 있다”고 밝혔다.

당초 TSMC는 지난 9월부터 3나노 공정 반도체 양산에 돌입할 것이란 계획이었지만, 예정보다 3개월가량 지연된 4분기 말에 양산에 들어가겠다는 것이다.

이에 앞서 TSMC는 지난해 2분기 콘퍼런스콜에서도 “3나노 공정에 기술적 어려움이 있다”며 “기존 5나노 대비 3~4개월가량 지연되고 있다”고 기술적 어려움을 드러낸 바 있다.

TSMC는 3나노 공정 양산 일정 연기에 대해 “장비 배송 문제로 고객 수요가 공급 능력을 초과했다”며 “3나노는 내년에 완전히 공정을 가동할 것”이라고 설명했다.

이처럼 파운드리 업계 1위인 TSMC가 재차 3나노 공정 양산을 연기하는 것은 3나노 공정의 난이도를 간접적으로 보여준다.

당초 TSMC는 7나노 공정을 2018년 2분기, 5나노 공정은 2020년 2분기에 양산에 돌입하면서 2년을 주기로 기술 난이도와 초미세공정 양산 능력을 높여왔지만, 3나노 공정 난이도가 높은 만큼 기존 2년 주기를 맞추기에는 다소 무리라는 판단이 나온 것으로 보인다.


반면, 삼성전자는 지난 6월30일 세계 최초 3나노 공정 양산에 성공하면서 업계의 이목이 집중되는 분위기다.

특히 삼성전자의 3나노 공정에는 세계 최초 ‘GAA(Gate-All-Around)’ 기술이 적용됐다. 이 기술은 초미세 공정에서 전력 효율 저하 문제를 해소하기 위해 도입된 신기술이다.

구체적으로, 반도체 칩의 크기와 회로가 작아질수록 반도체 내 전류 흐름을 제어하기 어려워 사용 전력을 효율적으로 사용하지 못하게 되는데, GAA 기술이 적용됨으로써 전류 흐름을 제어하는 게이트와 전류가 흐르는 채널이 닿는 면적을 넓혀 효율성을 한층 끌어올릴 수 있다.

그 결과, 삼성전자의 3나노 GAA 공정을 거친 반도체 제품은 기존 5나노 핀펫(FinFET) 공정 대비 전력과 면적을 각각 45%, 16% 절감했으며, 성능을 23% 끌어올릴 수 있었다.

하지만 현재까지 파운드리 업계의 시장 점유율은 TSMC가 절반 이상을 점유하고 있어 3나노 공정 양산 지연에도 삼성전자보다 앞서 나갈 수 있을 것이란 전망이 우세하다.

실제 TSMC는 “3나노 기술이 도입되면 PPA(전력·성능·면적)와 트랜지스터 기술 모두에서 가장 앞선 반도체 기술을 보일 수 있다”며 “우리는 N3 제품군이 오래 지속될 것으로 확신한다”고 밝혔다.

업계에서는 양사의 3나노 공정 경쟁은 내년 하반기로 예정된 차세대 3나노 2세대 공정에서 본격화 될 것으로 보고 있다.

TSMC는 3나노 3세대 공정(N3E)과 관련해 “N3E 개발은 계획보다 앞서 진행 중”이라며 “현재 양산은 2023년 하반기로 예정돼 있다”고 말했다.

삼성전자 역시 내년 하반기 3나노 2세대 공정 양산에 착수할 계획이다. 경계현 삼성전자 사장은 “3나노 2세대에 대한 고객들의 관심이 유독 많다”며 “3나노를 적극 개발하고 4·5나노 제품도 성능과 비용을 개선하면 내년 말 파운드리 사업부의 모습이 지금과는 확실히 달라져 있을 것”이라고 자신했다.

[사진제공=연합뉴스]

더퍼블릭 / 최태우 기자 therapy4869@thepublic.kr 

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