반도체 미세화 공정기술 대세 ‘GAA’…삼성전자 5개국 중 특허 2위

현상철 기자 2021-07-18 14:54

[사진=게티이미지뱅크]

지금까지 반도체 미세화 공정기술을 주도한 핀펫기술이 지고, 게이트올어라운드(GAA) 기술이 대세로 자리잡는 것으로 나타났다. 인공지능(AI) 등의 분야에서 처리해야 할 데이터양은 크게 늘어난다. 많은 양의 데이터를 처리하기 위해 현재의 5나노미터(nm, 1나노는 10억분의 1미터) 기술보다 더 미세한 3나노 공정 기술이 필요하다. 반도체는 회로 선폭이 작을수록 칩 크기는 작아지고, 소비전력은 감소하며, 처리 속도는 빨라진다. 나노는 반도체 회로 선폭의 단위다.

이에 핀펫보다 진화한 반도체 미세화 공정기술 경쟁도 치열해질 것으로 예상된다. GAA기술은 반도체 업계에서 핀펫기술을 잇는 차세대 기술로 통칭된다.

갤럭시S21에 탑재되는 엑시노스칩은 각각 TSMC와 삼성의 핀펫 기반 5나노 공정 기술로 제작됐다. 현재 5나노 이하 공정 기술로 반도체 칩을 제조할 수 있는 기업은 세계에서 TSMC와 삼성전자가 유일하다.

특허청은 한국‧미국‧중국‧유럽‧일본 등 주요 5개국에서 2001~2020년까지 출원된 특허를 분석한 결과를 18일 공개했다. 분석 결과에 따르면, 지금까지 반도체 미세화 공정기술의 주력이었던 핀펫기술 특허는 2017년부터 하락세로 전환했고, GAA기술 특허가 증가세를 보였다.

[표 = 특허청]

핀펫기술은 2017년 1936건으로 정점을 찍은 이후 지난해 1508건(예상치)까지 줄었다. 반면 GAA 관련 특허는 매년 30% 가까이 증가세를 보이고 있다. 같은 기간 173건에서 391건(예상치)으로 급등했다.

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GAA 기술 다출원 순위는 △TSMC(31.4%) △삼성전자(20.6%) △IBM(10.2%) △글로벌파운드리(5.5%) △인텔(4.7%) 등 순이다. 대만과 한국 기업이 주도하고, 미국 기업이 추격하는 모양새다.

특허청 관계자는 “최근 인텔의 파운드리 사업진출, 바이든 정부의 반도체 집중투자 등을 고려하면 최첨단 반도체에 대한 기술경쟁은 더욱 심화할 것”이라고 전망했다.