17나노 핀펫 신공정 개발…응용처 확대 계획 소개
삼성전자가 오는 2025년 게이트올어라운드(GAA) 기반의 2나노 공정 양산을 시작한다. 또 내년 6월에는 GAA 기반의 3나노 공정 양산을 시작하겠다고 밝혔다. TSMC와 인텔보다 앞서 초미세공정 주도권을 쥐겠다는 전략이다.
삼성전자는 7일 오전 2시 'Adding One More Dimension'을 주제로 '삼성 파운드리 포럼 2021'을 온라인으로 열고, 파운드리 관련 이같은 기술 로드맵을 공개했다.
이날 공개한 내용은 GAA 기반의 3나노 및 2나노 공정 양산 계획, 17나노 신공정 개발 등이다. 이와 더불어 공정기술∙라인운영∙파운드리 서비스를 한 차원 더 발전시켜, 빠르게 성장하는 파운드리 시장에서 경쟁력을 강화하겠다고도 밝혔다.
GAA는 전류가 흐르는 채널을 3면으로 활용하던 기존 핀펫 구조와 달리 4면을 활용한다. 더 세밀한 전류 조절 능력과 높은 전력효율성을 갖춰 반도체 공정의 미세화를 지속하는 데 필수적인 기술이다.
삼성전자는 내년 상반기 GAA 기술을 3나노에 도입하고, 2023년에는 3나노 2세대 공정 양산에 들어갈 계획이다. 오는 2025년에는 GAA 기반 2나노 공정 양산에 나선다.
삼성전자의 독자적인 GAA 기술인 MBCFET(Multi Bridge Channel FET) 구조를 적용한 3나노 공정의 경우 핀펫 기반 5나노 공정 대비 성능은 30% 향상되며, 전력소모는 50%, 면적은 35% 감소할 것으로 예상된다. 현재 3나노 공정은 안정적인 생산 수율을 확보한 것으로 알려졌다.
또한 삼성전자는 비용적인 측면에서의 효율성과 응용 분야별 경쟁력을 갖춘 제품을 제공하고자 핀펫 기반 17나노 신공정을 발표했다. 17나노 공정은 28나노 공정 대비 성능은 39%, 전력효율은 49% 향상되며 면적은 43%가 감소될 것으로 기대된다.
특히 평면 트랜지스터 기반의 28나노 이상 공정을 주로 활용하는 이미지센서, 모바일 디스플레이 드라이버 IC 등의 제품에도 17나노 신공정을 적용할 수 있다는 가능성을 내비쳤다.
이외에도 삼성전자는 기존 14나노 공정을 3.3V 고전압, eMRAM 지원 등 MCU(Micro Controller Unit)에 적용할 수 있는 다양한 옵션을 개발할 계획이다. 이를 통해 IoT, 웨어러블 기기 등 핀펫 공정의 응용처 다변화를 지원한다. 8나노 RF(Radio Frequency) 플랫폼의 경우 5G 반도체 시장에서 6GHz 이하 mmWave 제품에서의 리더십 확보에 나선다.
삼성전자 파운드리사업부 최시영 사장은 기조연설에서 "대규모 투자를 통해 생산 역량을 확대하고 GAA 등 첨단 미세공정 뿐만 아니라 기존 공정에서도 차별화된 기술 혁신을 이어갈 것"이라며 "코로나19로 인해 급격한 디지털 전환이 이뤄지고 있는 가운데 고객들의 다양한 아이디어가 칩으로 구현될 수 있도록 차별화된 가치를 제공해 나갈 것"이라고 밝혔다.
한편 삼성전자는 파운드리 고객과 파트너사의 생태계 강화를 위한 세이프 포럼(SAFE, Samsung Advanced Foundry Ecosystem)을 11월 온라인으로 개최할 예정이다.
