삼성전자가 메모리반도체에 이어 파운드리에서도 세계 1위 도약을 위한 포문을 열었다.

삼성전자는 30일 세계 최초로 게이트올어라운드(GAA, Gate-All-Around) 기술을 적용한 3나노미터(nm, 10억분의 1m) 파운드리 공정 기반 양산을 시작했다.

이번 삼성전자의 3나노 파운드리 양산은 초미세공정 구현과 GAA 신기술 도입 두가지 측면에서 모두 큰 의미가 있다.

우선 3나노 공정 구현은 파운드리 절대강자 대만 TSMC를 따라잡을 수 있는 기반을 구축했다는 측면에서 눈길을 끈다.

삼성전자는 메모리반도체는 압도적 세계 1위지만 파운드리에서는 세계 1위 대만 TSMC에 크게 밀리고 있다. 또 최근 인텔이 미국정부 지원을 바탕으로 파운드리사업을 재개하며 빠르게 추격하고 있어 위기감이 있었다. 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 올 1분기 매출기준 파운드리 점유율은 TSMC가 53.6%로 삼성전자(16.3%)를 크게 앞서고 있다.

업계에선 이번 삼성전자의 3나노 파운드리 양산은 파운드리사업 도약을 위한 계기가 될 것으로 본다.

반도체 업계 관계자는 "삼성전자는 1983년 반도체사업 진출 후 10년만인 1992년 세계 최초로 64M D램을 개발하며 메모리시장 1등에 올라섰다"며 "이번 3나노 제품 양산은 메모리사업에서 그랬던 것처럼 세계 1위 도약을 위한 계기가 될 것"이라고 말했다.

3나노 공정에 GAA 기술을 적용한 것도 큰 성과다. TSMC의 경우 해당 기술을 2025년 도입 예정인 2나노 공정부터 사용하겠다는 입장을 밝힌 상태다. GAA는 기존 핀펫 공정의 한계를 돌파하기 위한 것이다. GAA는 핀펫의 기존 3차원 구조에 비해 전류가 흐르는 통로인 채널의 아랫면까지 모두 게이트가 감싸 전류 흐름을 보다 세밀하게 제어할 수 있는 기술이다.

삼성전자는 GAA 구조 적용과 함께 3나노 설계 공정 기술 공동 최적화(DTCO)를 소비전력·성능·면적을 극대화했다.

삼성전자 3나노 GAA 1세대 공정은 기존 5나노 핀펫 공정과 비교해 전력 45% 절감, 성능 23% 향상, 면적 16% 축소 등을 이뤄냈다.

한편 시장조사업체 옴디아는 3나노 매출이 올해부터 발생해, 2024년에는 5나노 공정 매출을 넘어설 것으로 예상했다. 특히 2025년까지 연평균 85% 폭증할 것으로 예상했다.

삼성전자는 3나노에 GAA를 선제적으로 도입해 기술을 검증하고, 안정적인 생산 인프라를 구축해 공급 안정화를 추진할 계획이다.

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고성수 기자 ssgo@naeil.com

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