현대 반도체 산업이 다시 훈풍이 불어오고 있는데요. 아직 작년의 쇼크에서는 빠져나오지는 못한 상황입니다.
파운드리 3사 로드맵
현재 파운드리 대표적인 3사의 로드맵을 살펴보면, TSMC가 압도적인 성장을 보이며 10나노의 벽을 뚫고 2017년 세계 최초로 7나노를 가장 먼저 갔습니다. 이후 5나노 공정역시 2020년에 가장 먼저 진출했는데요.
그리고 4나노 역시 2021년에 3나노는 2022년에 이동하였습니다.
좀더 자세히 살펴보면 TSMC는 2022년 하반기에 FinFET을 도입하였고,
삼성전자는 2022년 상반기에 GAA 1세대를 발표하였습니다.
GAA는 차세대 트랜지스터 제조 기술로 알려져 있ㅅ브니다. 트랜지스터는 반도체 내 전류 흐름을 위해 스위치를 켜고 끄는 역할을 하는 부품입니다. 전류를 매끄럽게 제어하기 위해 트랜지스터 모양은 꾸준히 진화해오고 있는데요. 평면형 트랜지스터부터 현재 범용으로 쓰이고 있는 상어 지느러미를 닮은 '핀펫' 구조까지 발전해 왔습니다.
하지만 3나노까지 내려가는 등 반도체 크기가 지속적으로 작아지면서(스케일링 다운) 핀펫 구조로도 전류 제어가 어려워졌습니다. 즉, 전류 제어 역할을 하는 게이트가 제 역할을 하지 못해 누설 전류가 생기면서 전력 효율이 점점 떨어지는데다가 급증하는 데이터를 한 번에, 더욱 빠르게 전달해야 하는 문제도 같이 고려해야 합니다.
이에 대안으로 등장한 것이 차세대 GAA입니다. 핀펫은 전류가 흐르는 채널이 3개면이었지만 GAA는 말 그대로 '모든 면에서' 전류가 흐르게 하는것이 차이점입니다. 이를 통해 궁극적으로 반도체 소형화와 함께 고성능화를 구현할 수 있는 것인데요. 3나노 GAA 공정을 활용하면 7나노 핀펫 대비 칩 면적은 45%, 소비전력의 경우 50% 절감할 수 있습니다. 성능은 약 35% 향상될 것으로 기대된다고 합니다.
이제 삼성은 이 GAA를 통해서 차세대 공정을 할 예정인데요.
과연 TSMC와 정면승부가 가능할지 무척 궁금합니다.