내년 상반기 GAA 기술 기반 3나노 양산2025년 2나노 공정 양산 통해 기술 선점기술 차별화로 글로벌 파운드리 1위 노린다
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    글로벌 파운드리 1위 대만의 TSMC를 추격하고 있는 삼성전자가 GAA(게이트올어라운드) 신기술을 통해 판도를 뒤집을 수 있을지 이목이 집중되고 있다.

    삼성전자는 7일 새벽 'Adding One More Dimension'을 주제로 '삼성 파운드리 포럼 2021'을 온라인으로 개최했다.

    삼성전자는 이날 포럼을 통해 'GAA 기술 기반 3나노 및 2나노 공정 양산 계획'과 '17나노 신공정 개발' 등을 발표하면서 대만 TSMC와의 본격적인 경쟁을 벌일 전망이다. 구체적으로 삼성전자는 2022년 상반기 GAA 기술을 3나노에 도입하고, 2023년에는 3나노 2세대, 2025년에는 GAA 기반 2나노 공정 양산 계획을 밝히며 차세대 트랜지스터 기술 선점에 대한 자신감을 나타냈다.

    삼성전자가 이번 발표대로 3나노 양산 시점을 내년 하반기에서 상반기로 앞당길 경우 업계 1위 TSMC에 경쟁 우위를 점할 수 있을 것으로 판단된다. TSMC는 내년 하반기, 인텔은 2023년 3나노 양산이 예상된다.

    특히 주목되는 부분은 3나노에 GAA 기술을 도입한다는 점이다. GAA는 트랜지스터의 게이트와 채널이 닿는 면을 4개로 늘린 차세대 기술이다. 기존 핀펫(FinFET) 구조보다 1면을 늘려 전력 효율을 높이는 방식으로 전류의 흐름을 조절하는 트랜지스터는 게이트와 채널의 접촉면이 많을수록 전류 흐름을 세밀하게 제어할 수 있다.

    GAA 기술을 적용한 삼성전자의 3나노 반도체는 5나노 제품보다 칩 면적을 약 35% 이상 줄일 수 있고 여기에 소비전력을 50% 감소시키면서 성능(처리속도)은 약 30% 향상시킬 수 있다.

    TSMC는 3나노 공정에는 핀펫 기술을, 2나노부터 GAA 기술을 적용할 것으로 알려진 만큼 삼성전자는 초미세 공정 기술 선점에 유리하게 작용할 수 있을 전망이다. 이 경우 미세공정 제품을 기다리는 구글, 퀄컴, 애플 등 글로벌 고객사에도 긍정적인 영향일 미칠 수 있을 것으로 관측된다. 지난 8월 대만 언론 등에서 파운드리 1위인 TSMC와 비교해 삼성전자의 기술력이 현저히 낮다며 GAA 기술 도입을 견제하기도 했지만 오히려 삼성전자는 양산 시점을 앞당기며 자신감을 드러낸 상황이다.

    이에 따라 삼성전자는 파운드리 시장에서 공격적인 투자를 예고한 TSMC, 인텔과 진검승부를 벌일 전망이다.

    인텔은 지난 3월 파운드리 사업 진출을 선언하며 200억 달러를 들여 미국 애리조나주에 공장 2곳을 신설하고 35억 달러를 투자해 뉴멕시코주 공장을 확대하겠다고 밝힌 이후 공격적인 행보에 나서고 있다. 최근에는 유럽에 110조원을 투자해 차랴용 반도체 생산 확대를 언급하기도 했다. 이를 통해 인텔은 2025년까지 업계 선두 자리를 되찾는다는 방침이다.

    글로벌 파운드리 1위 대만의 TSMC 역시 대대적인 설비 확충에 나서고 있다. 지난 4월 향후 3년간 1000억달러(약 114조원)를 투자해 미국 공장 6곳을 건설하겠다고 밝힌 데 이어 자국에도 6개의 7나노 공장을 건설하는 방안을 검토하고 있다. 이르면 오는 2023년 착공에 돌입할 것으로 예상되고 있다.

    시장조사업체 카운터포인트리서치에 따르면 TSMC는 지난 2분기 세계 파운드리 시장에서 점유율(매출 기준) 58%로 14%의 삼성전자와 격차를 벌렸다. 1분기 조사에선 TSMC가 55%, 삼성전자가 17%였다. 글로벌 파운드리 시장은 올해 1072억달러(약 128조원)에서 2025년 1512억달러(약 180조원)로 확대가 예상되고 있어 파운드리 업체들의 수주 경쟁도 격화될 전망이다.

    삼성전자 파운드리사업부 최시영 사장은 '삼성 파운드리 포럼 2021' 기조연설에서 "대규모 투자를 통해 생산 역량을 확대하고, GAA 등 첨단 미세공정 뿐만 아니라 기존 공정에서도 차별화된 기술 혁신을 이어갈 것"이라며 "코로나19로 인해 급격한 디지털 전환이 이뤄지고 있는 가운데, 고객들의 다양한 아이디어가 칩으로 구현될 수 있도록 차별화된 가치를 제공해 나갈 것" 이라고 말했다.