시사위크=박설민 기자  삼성전자는 30일 세계 최초로 GAA(Gate-All-Around) 기술을 적용한 3나노(nm, 나노미터) 파운드리 공정 기반의 초도 양산을 시작했다고 밝혔다.

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. 

여기서 3나노 이하 초미세 회로에 도입될 GAA구조 트랜지스터는 전류가 흐르는 채널 4면을 게이트가 둘러싸고 있어 전류의 흐름을 보다 세밀하게 제어하는 등 채널 조정 능력이 극대화된다. 

GAA구조로 이뤄진 트랜지스터는 높은 전력 효율을 얻을 수 있다. 때문에 AI, 빅데이터, 자율주행, 사물인터넷 등 고성능과 저전력을 요구하는 차세대 반도체에 적극 활용될 것으로 기대된다. 삼성전자는 3나노 공정의 고성능 컴퓨팅(HPC)용 시스템 반도체를 초도 생산한데 이어, 모바일 SoC(System on a Chip) 등으로 확대해 나간다는 계획이다.

특히 삼성전자는 나노시트 GAA 구조 적용과 함께 3나노 설계 공정 기술 공동 최적화(DTCO)를 통해 ‘PPA(Power:소비전력, Performance:성능, Area:면적)’를 극대화했다. 삼성전자 3나노 GAA 1세대 공정은 기존 5나노 핀펫 공정과 비교해 전력 45% 절감, 성능 23% 향상, 면적 16% 축소됐다. 또한 GAA 2세대 공정은 전력 50% 절감, 성능 30% 향상, 면적 35% 축소된다.
  
아울러 삼성전자는 공정이 미세화되고 반도체에 더 많은 기능과 높은 성능이 담기면서 칩의 설계와 검증에도 점점 많은 시간이 소요되는 만큼, 다양한 파트너사들과의 협력도 강화한다는 방침이다.

이에 따라 시놉시스(Synopsys), 케이던스(Cadence) 등 ‘SAFE(Samsung Advanced Foundry Ecosystem)’ 파트너들에 3나노 공정 기반의 반도체 설계 인프라·서비스를 제공하고, 고객들이 빠른 시간에 제품 완성도를 높일 수 있도록 시스템을 강화해 나갈 계획이다.

삼성전자 파운드리사업부장 최시영 사장은 “삼성전자는 파운드리 업계 최초로 하이-케이 메탈 게이트, 핀펫, EUV 등 신기술을 선제적으로 도입하며 빠르게 성장해 왔다”며 “이번에 MBCFET GAA기술을 적용한 3나노 공정의 파운드리 서비스 또한 세계 최초로 제공하게 됐다”고 말했다.

이어 “앞으로도 차별화된 기술을 적극 개발하고, 공정 성숙도를 빠르게 높이는 시스템을 구축해 나가겠다”고 밝혔다.