[대전=쿠키뉴스] 최문갑 기자 = 인공지능시대를 맞아 기술분야에서 처리해야 할 데이터양은 급증할 것으로 예상된다. 많은 양의 데이터를 처리하기 위해 현재의 5나노 기술보다 더 미세한 3나노 공정기술이 필요하다. 이에 따라 삼성의 핀펫(FinFET) 기반 5나노 공정기술보다 진화한 반도체 미세화 공정기술 경쟁이 치열해질 것으로 전망된다.

이러한 가운데 반도체 미세화 공정기술의 판이 달라지고 있다. 반도체 미세화 공정기술을 주도했던 핀펫(FinFET) 기술이 지고, 게이트올어라운드(GAA) 기술이 새롭게 부상하고 있다. 

GAA기술은 반도체 업계에서 '핀펫(FinFET)' 다음 차세대 기술로 통칭된다. 핀펫기술은 전류가 흐르는 통로가 윗면-좌측면-우측면의 3면으로 이뤄지고, GAA기술은 윗면-좌측면-우측면-아랫면의 4면으로 이뤄진다. 

나노(nm·나노미터)는 반도체 회로 선폭의 단위다. 선폭이 작을수록 칩 크기는 작아지고, 소비전력은 감소하며, 처리 속도는 빨라진다. 이러한 이유로 기존 7나노보다 5나노 공정 기술로 제조된 반도체 칩의 성능이 크게 향상됐다. 

18일 특허청에 따르면, 특허청이 한국과 미국, 유럽, 일본, 중국 등 주요 5개국 특허를 분석한 결과 그동안 반도체 미세화 공정기술의 주력이었던 핀펫(FinFET) 기술 특허가 지난 2017년부터 하락세로 전환됐고, 게이트올어라운드(GAA) 기술 특허가 증가세를 보이고 있다.

핀펫 기술은 2017년 1,936건으로 정점을 찍었고 2018년 1,636건, 2019년 1,560건, 2020년 1,508건(예상치)으로 감소세를 보이고 있다. 

반면, 핀펫보다 진보된 차세대 반도체 공정 기술로 손꼽히는 게이트올어라운드(GAA) 관련 특허는 매년 30% 가까이 증가세를 보이며 같은 기간 173건, 233건, 313건, 391건(예상치)으로 증가했다. 

핀펫기술 다출원 순위는 TSMC(대만, 30.7%), SMIC(중국, 11%), 삼성전자(8.6%), IBM(미국, 8.1%), 글로벌파운드리(미국, 5.4%) 등 순으로 나타났다. 핀펫 기술은 대만, 중국, 한국, 미국 기업들이 경쟁하는 모습을 보였다. 

GAA 기술 다출원 순위는 TSMC(대만, 31.4%), 삼성전자(20.6%), IBM(미국, 10.2%), 글로벌파운드리(미국, 5.5%), 인텔(미국, 4.7%) 등 순이다. 대만, 한국 기업이 주도하고 있고 미국 기업이 추격하는 모양새다. 

특허청 반도체심사과 방기인 사무관은 “현재 5나노 이하 공정 기술로 반도체 칩을 제조할 수 있는 기업은 세계에서 TSMC와 삼성전자밖에 없다”며 “하지만 최근 인텔의 파운드리 사업진출, 바이든 정부의 반도체 집중투자 등을 고려하면 최첨단 반도체에 대한 기술경쟁은 더욱 심화할 것”으로 전망했다. 

이어 “결국 누가 얼마나 빨리 기술혁신에 성공하고 강한 지재권으로 후발주자의 진입을 차단할 수 있느냐가 경쟁에서 우위를 점하는 지름길”이라고 설명했다.

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