삼성전자는 세계 최초로 게이트 올 어라운드(GAA) 기술을 적용한 3나노미터(㎚·10억분의 1미터) 파운드리 공정 기반 초도 양산을 시작했다. 3나노 공정은 반도체 제조 공정 가운데 가장 앞선 기술이다.
차세대 트랜지스터 구조인 GAA 신기술을 적용한 3나노 공정 파운드리 서비스는 전 세계 파운드리 업체 중 삼성전자가 유일하다.
삼성전자는 3나노 공정 고성능 컴퓨팅(HPC)용 시스템 반도체를 초도 생산한데 이어 모바일 단일칩시스템(SoC) 등으로 확대해 나갈 예정이다.
독자 MBCFET GAA 기술 세계 첫 적용
삼성전자는 이번에 반도체를 구성하는 트랜지스터에서 전류가 흐르는 채널 4개면을 게이트가 둘러 싸는 형태인 차세대 GAA 기술을 세계 최초로 적용했다.
GAA 기술은 게이트 면적이 넓어지며 공정 미세화에 따른 트랜지스터 성능 저하를 극복하고 데이터 처리 속도와 전력 효율을 높이는 차세대 반도체 핵심 기술이다.
삼성전자는 채널을 얇고 넓은 모양의 나노시트 형태로 구현한 독자적 MBCFET GAA 구조도 적용했다.
나노시트 폭을 조정하면서 채널 크기도 다양하게 변경할 수 있고 기존 핀펫 구조나 일반적인 나노와이어 GAA 구조보다 전류를 더 세밀하게 조절할 수 있어 고성능·저전력 반도체 설계에 큰 장점이 있다.
설계 공정 기술 최적화로 극대화한 PPA
삼성전자는 나노시트 GAA 구조 적용과 함께 3나노 설계 공정 기술 공동 최적화(DTCO)로 PPA(소비전력·성능·면적)를 극대화했다.
삼성전자 3나노 GAA 1세대 공정은 기존 5나노 핀펫 공정 대비 전력은 45% 아끼고 성능은 23% 향상시켰다. 면적 은 16% 축소됐다. GAA 2세대 공정은 전력 50% 절감·성능 30% 향상·면적 35% 축소를 기대할 수 있다.
삼성전자는 고객 요구에 최적화한 PPA와 극대화한 전성비(단위 전력당 성능)를 제공하며 차세대 파운드리 서비스 시장을 주도해 나갈 계획이다.
SAFE 파트너와 3나노 설계 인프라·서비스 제공
공정이 미세화되고 반도체에 더 많은 기능과 높은 성능이 담기면서 칩 설계와 검증에도 더 많은 시간이 소요된다.
삼성전자는 시놉시스·케이던스 등 SAFE(삼성 어드밴스드 파운드리 에코시스템) 파트너들과 3나노 공정 기반 반도체 설계 인프라·서비스를 제공해 이용자가 빠른 시간에 제품 완성도를 높일 수 있도록 시스템을 강화해 나갈 계획이다.
최시영 삼성전자 파운드리사업부 사장은 “삼성전자는 파운드리 업계 최초로 하이-케이 메탈 게이트, 핀펫, 극자외선 등 신기술을 선제 도입하며 빠르게 성장해 왔다. 삼성전자가 독자 고안한 차세대 트렌지스터 공정기술인 MBCFET을 적용한 3나노 공정 파운드리 서비스도 세계 최초로 제공한다”며 “앞으로도 차별화한 기술을 적극 개발하고 공정 성숙도를 빠르게 높이는 시스템을 구축해 나가겠다”고 밝혔다.
송금종 기자 song@kukinews.com
