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삼성전자 3나노 간다...숨가쁜 TSMC 추격

  • 송고 2018.05.25 06:00 | 수정 2018.05.25 08:43
  • 최다현 기자 (chdh0729@ebn.co.kr)

'삼성 파운드리 포럼 2018'서 개발 계획 앞당겨 발표

퀄컴 협력 7나노 EUV공정 적용…3나노 GAAFET 한계 극복

삼성전자는 지난 22일(현지시간) 미국 산타클라라에서 '삼성 파운드리 포럼 2018'을 개최하고 3나노 개발 로드맵을 발표했다.ⓒ삼성전자

삼성전자는 지난 22일(현지시간) 미국 산타클라라에서 '삼성 파운드리 포럼 2018'을 개최하고 3나노 개발 로드맵을 발표했다.ⓒ삼성전자

삼성전자가 새로운 공법을 적용한 3나노 공정을 2020년까지 개발 완료하겠다고 발표하면서 파운드리업계의 미세화 공정 경쟁이 치열해지고 있다.

25일 관련업계에 따르면 삼성전자는지난 22일 미국 산타클라라에서 진행된 '삼성 파운드리 포럼 2018'에서 오는 2020년까지 3나노 공정 개발을 완료할 계획이다.

삼성전자의 3나노 공정은 핀펫(FinFET, Fin Field Effect Transistor)에서 한발 더 나아가 크기 축소 및 성능 향상 한계를 극복한 'GAAFET(Gate All Around FET)' 기술을 사용한다. GAAFET의 삼성전자 독자 브랜드는 'MBCFET'으로 명명됐다.

올해 개발을 완료할 7나노부터 극자외선노광장비(EUV)를 도입한다. 7LPP(7나노 Low Power Plus) 공정은 EUV를 적용한 최초의 로직 공정으로 2018년 하반기 시험생산, 2019년 상반기 생산을 목표로 개발 중이다.

이어 5나노LPE(Low Power Early)는 스마트 스케일링으로 7나노 대비 면적과 전력을 축소했다. 4LPE 및 LPP 공정은 핀펫 구조를 적용한 마지막 공정이다. 또한 4나노는 2019년, 3나노는 2020년 개발 완료를 목표로 한다. 지난해 발표보다 개발 완료 시기가 1년씩 앞당겨졌다.

업계에서는 삼성전자가 이번 파운드리포럼에서 발표한 로드맵이 지난해 발표한 내용에 비해 개발 완료 시기가 앞당겨졌다는 데에 주목한다. 삼성전자는 지난해 파운드리 포럼에서는 4나노부터 MBCFET을 적용한다고 한 바 있다.

핀펫구조가 기존 평면 구조의 한계를 극복하기 위해 도입된 3D 구조의 공정 기술이라면 GAAFET은 게이트 모양을 원형으로 만들어 접하는 면적을 넓힌 새로운 형태가 특징이다.

트랜지스터는 게이트에 전압이 가해지면 채널을 통해 전류가 흐르며 동작하게 되는데, 이 때 게이트와 채널의 접점이 클수록 효율이 높아진다. 삼성전자 관계자는 "핀펫공정으로 다다를 수 있는 미세화 단계를 좀 더 넓게 예상하는 것"이라고 말했다.

앞서 3나노 공정은 파운드리 업계 1위인 대만 TSMC가 먼저 언급하며 치고 나간 바 있다. TSMC는 지난해 말 2020년에 3나노 공정 생산라인을 건설하겠다고 발표했다.

당시 모리스 창 TSMC CEO는 3나노 팹 건설과 더불어 "TSMC는 모바일 컴퓨팅, 자동차 전장 부품, IoT 및 고성능 컴퓨터 시장을 겨냥해 AI에 집중 투자할 계획"이라고 밝혔다.

삼성전자와 TSMC는 이미 7나노 공정에서 격돌하고 있다. 삼성전자는 파운드리포럼에서 EUV를 앞세워 올해 하반기 시험생산, 내년 상반기 양산을 목표로 개발에 박차를 가하는 중이다.

또한 퀄컴이 당초 TSMC와 7나노에서 손잡을 것이라는 업계 예상과 달리 삼성전자와 협력하기로 밝히면서 경쟁이 치열해지는 상황이다. 삼성전자의 7나노 공정은 10나노 공정 대비 면적을 40% 축소할 수 있고 성능 10% 향상 및 동일 성능에서 35% 향상된 전력 효율을 제공한다.


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