고성능·저전력 HPC용 시스템 반도체, 모바일 SoC 등 적용 확대
삼성전자가 차세대 트랜지스터 구조를 적용한 3나노 공정 기반 제품을 세계 최초로 생산하기 시작했다. 첫 고객사는 중국의 ASIC(주문형반도체) 팹리스 업체로 파악됐다.
삼성전자는 GAA(Gate-All-Around) 기술을 적용한 3나노(nm) 파운드리 공정 기반의 초도 양산을 시작했다고 30일 밝혔다.
3나노 공정은 반도체 제조 공정 가운데 가장 앞선 기술이며, 차세대 트랜지스터 구조인 GAA 신기술을 적용한 3나노 공정 파운드리 서비스는 전 세계 파운드리 업체 중 삼성전자가 유일하다. 삼성전자는 3나노 공정의 고성능 컴퓨팅(HPC, High-Performance Computing)용 시스템 반도체를 초도 생산한데 이어, 모바일 SoC 등으로 확대해 나갈 예정이다.
GAA는 전류가 흐르는 채널(Channel) 4개면을 게이트(Gate)가 둘러 싸는 형태의 트랜지스터 구조다. 채널의 3개면을 감싸는 기존 핀펫 구조 대비 데이터 처리 속도와 전력 효율을 높이는 차세대 반도체 핵심 기술로 손꼽힌다.
또한 삼성전자는 채널을 얇고 넓은 모양의 나노시트(Nanosheet) 형태로 구현한 독자적 MBCFET GAA 구조도 적용했다. 나노시트의 폭을 조정하면서 채널의 크기도 다양하게 변경할 수 있으며, 기존 핀펫 구조나 일반적인 나노와이어(Nanowire) GAA 구조에 비해 전류를 더 세밀하게 조절할 수 있어 고성능·저전력 반도체 설계에 큰 장점이 있다.
삼성전자는 나노시트 GAA 구조 적용과 함께 3나노 설계 공정 기술 공동 최적화(DTCO)를 통해 PPA(Power:소비전력, Performance:성능, Area:면적)를 극대화했다. 이를 통해 삼성전자의 3나노 GAA 1세대 공정은 기존 5나노 핀펫 공정 대비 전력 45% 절감, 성능 23% 향상, 면적 16%가 축소됐다. 이어 GAA 2세대 공정은 전력 50% 절감, 성능 30% 향상, 면적 35%가 축소된다.
최시영 삼성전자 파운드리사업부장(사장)은 "파운드리 업계 최초로 '하이-케이 메탈 게이트(High-K Metal Gate)', 핀펫(FinFET), EUV 등 신기술을 선제적으로 도입하며 빠르게 성장해 왔고, 이번에 MBCFET GAA기술을 적용한 3나노 공정의 파운드리 서비스 또한 세계 최초로 제공하게 됐다"며 "앞으로도 차별화된 기술을 적극 개발하고, 공정 성숙도를 빠르게 높이는 시스템을 구축해 나가겠다"고 밝혔다.
삼성전자는 시높시스(Synopsys), 케이던스(Cadence) 등 SAFE(Samsung Advanced Foundry Ecosystem) 파트너들과 함께 3나노 공정 기반의 반도체 설계 인프라/서비스를 제공함으로써, 고객들이 빠른 시간에 제품 완성도를 높일 수 있도록 시스템을 강화해 나갈 계획이다.
톰 베클리 케이던스 Custom IC&PCB 그룹 부사장 겸 총괄 매니저는 "삼성전자 3나노 GAA 기반 제품 양산을 축하한다"며 "케이던스는 더 많은 테이프아웃(설계 완료) 성공을 위해 삼성전자와 협력을 계속해 나가겠다"고 말했다
