인텔도 2024년 인텔20A(2nm)부터 GAA 기술 도입
삼성은 내년 GAA 적용한 3nm 공정 본격 양산 계획
세계 최대 파운드리 회사인 대만 TSMC가 2나노미터(nm) 제품 양산을 위한 공장 설립을 승인받았다. 2024년부터 2nm를 본격 양산할 예정이다. 특히 2nm공정에는 차세대 기술인 GAA를 적용한다. 최근 인텔이 2024년 2nm, 2025년 1nm 공정을 개발한다고 발표한 데 대한 맞불 차원이다. 삼성전자도 이에 뒤질세라 내년부터 3nm 공정에 경쟁사보다 한발 앞서 GAA 공정을 적용해 양산을 하겠다고 밝혔다. 전세계 파운드리 시장 주도권을 둘러싼 '빅3'의 경쟁이 이번엔 GAA를 둘러싸고 본격화하는 양상이다.
28일(현지 시간) 니혼게이자이신문(닛케이) 등 외신에 따르면 대만 행정원 환경보호서는 TSMC의 신주과학원구 신규 공장 증설 계획에 대해 승인 판정을 내렸다.
신주과학원구는 TSMC의 본사가 위한 대만 신주 인근에 위치한 산업단지다. TSMC는 지난해부터 해당 지역에 차세대 2nm 공정 연구개발 센터와 제조 공장을 건설하는 방안을 추진해왔다. 총 투자액은 22조원 가량으로 알려져 있다.
현지 시민들과 환경단체는 환경오염에 대한 우려를 제기했으나, 대만 행정원 환경보호서는 TSMC가 오는 2030년까지 공장용수를 100% 재생수로 사용하고 오는 2050년까지 사용 전력을 100% 재생에너지로 사용하는 조건으로 환경평가를 통과시켰다.
TSMC는 이르면 내년 초 공장 착공에 들어갈 예정이다. 2023년에는 생산 설비를 들여 오는 2024~2025년부터 본격 양산을 시작할 전망이다. 2nm 공정으로 양산하는 제품은 애플에 공급될 예정이다.
또한 TSMC는 해당 공정에 처음으로 게이트올어라운드(Gate-All-Around, GAA) 기술을 도입한다. GAA는 전류가 흐르는 채널을 3면으로 활용하던 기존 핀펫 구조와 달리 4면을 활용한다. 이를 통해 더 세밀한 전류 조절 능력과 높은 전력효율성을 갖췄다.
이같은 발표는 인텔이 2nm 공정에 대한 로드맵을 밝힌 지 단 이틀 만에 나왔다. 인텔은 지난 26일(현지 시간) "오는 2024년부터 '인텔 20A'를 양산하겠다"고 밝혔다. A는 옹스트롬의 약자로, 20A를 nm으로 변환하면 2nm가 된다.
인텔은 해당 공정부터 GAA 트랜지스터를 적용한 '리본펫' 기술을 도입할 예정이다. 웨이퍼 후면에 전력 회로를 배치해 신호를 효율적으로 전달하는 '파워비아' 기술도 탑재된다.
나아가 인텔은 오는 2025년에는 '인텔 18A'를 개발해 1.8nm 공정 시대를 열 계획이다. 2세대 리본펫 구조와 최첨단 EUV 기술을 적용한다.
경쟁사들이 2nm 공정 로드맵을 내놓는 가운데, 삼성전자는 29일 2분기 실적 발표 후 컨퍼런스콜을 통해 3nm 공정부터 GAA를 적용하겠다는 내용의 파운드리 사업계획을 내놨다. TSMC·인텔이 2nm를 강조하는 사이 선제적인 GAA 도입으로 업계 경쟁력을 확보하겠다는 전략으로 풀이된다.
삼성전자는 내년에 GAA를 적용한 3nm 1세대 공정을 양산하고, 2023년에는 3nm 2세대 공정을 양산할 계획이다. 3nm GAA 1세대 공정의 경우에는 현재 주요 고객사와 제품 설계를 진행 중이다.
