“내년 상반기 게이트올어라운드(이하 GAA) 기술이 적용된 3나노를 양산해 차별화된 기술 혁신을 이어가겠다.”

최시영 삼성전자 파운드리사업부 사장은 7일 오전 2시 온라인으로 진행된 ‘삼성 파운드리 포럼 2021’에서 이같이 밝혔다. 삼성전자가 내년 상반기 3나노 양산에 들어갈 경우 세계 최초가 될 가능성이 크다.

업계에 따르면 대만 TSMC는 내년 2월부터 3나노 공정 생산라인을 가동해 7월부터 3나노 기술이 적용된 인텔 중앙처리장치(CPU)와 그래픽처리장치(GPU) 양산에 들어갈 것이라고 알려졌다.

다만 같은 3나노라고 해도 TSMC는 기존 핀펫(FinFET) 공정이 그대로 적용돼 GAA 기술로 생산하는 삼성전자의 제품보다 성능이 떨어지게 된다. 사실상 미세공정 기술에 있어 삼성전자가 우위를 점하게 되는 것이다.

최 사장은 이어 “2023년에는 3나노 2세대, 2025년에는 GAA 기반 2나노 공정을 양산할 것”이라며 “3나노 공정의 경우 안정적인 생산 수율을 확보하며 양산을 위한 준비가 이뤄지고 있다”라고 강조했다.

GAA 기술은 기존 핀펫(FinFET) 기술보다 칩 면적을 줄이고, 소비전력은 감소시키면서 성능은 높인 신기술이다. 전력효율, 성능, 설계 유연성을 갖고 있어 공정 미세화를 지속하는 데 필수적이다.

특히 삼성전자의 독자적 GAA 기술인 MBCFET™(Multi Bridge Channel FET) 구조를 적용한 3나노 공정은 핀펫 기반 5나노 공정 대비 성능은 30% 향상된다. 또 전력 소모는 50%, 면적은 35% 감소할 것으로 예상된다.

아울러 최 사장은 핀펫 기반의 17나노 신공정 도입 계획도 발표했다. 그는 이와 관련 “비용적인 측면에서의 효율성과 응용 분야별 경쟁력을 갖춘 제품을 제공하기 위해 핀펫 기술을 지속해서 개선하고 있다”고 설명했다.

17나노 공정은 기존 28나노 공정 대비 성능은 39%, 전력효율은 49% 향상된다. 또 면적은 43% 감소할 것으로 보인다. 최 사장은 이날 포럼에서 이미지센서, 모바일 디스플레이 드라이버 집적회로(IC) 등 제품에도 17나노 신공정을 적용할 수 있어 다양한 응용처로의 확대 가능성도 제시했다.

최 사장은 “대규모 투자를 통해 생산 역량을 확대하고, GAA 등 첨단 미세공정뿐만 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 덧붙였다.

한편 삼성 파운드리 포럼은 2016년 처음 시작됐다. 삼성전자가 매년 주요 국가를 돌며 고객사를 상대로 파운드리 사업의 로드맵과 신기술을 소개하는 행사다. 다만 지난해에는 코로나19 사태로 포럼이 취소됐다. 올해 2년 만에 온라인으로 행사가 열렸다.