삼성전자, 세계 최초 파운드리 3나노 제품 출하

화성사업장서 출하식…"평택사업장으로 확대"

삼성전자가 25일 경기도 화성사업장 극자외선(EUV) 전용 V1라인에서 차세대 트랜지스터 게이트올어라운드(GAA) 기술을 적용한 3나노미터(㎚) 반도체 위탁생산(파운드리) 제품을 출하했다.

삼성전자는 2000년대 초부터 GAA 트랜지스터 구조를 연구했다. 2017년부터 3나노 공정에 적용해 지난달 세계에서 처음으로 GAA 기술이 적용된 3나노 공정을 양산한다고 발표했다. 세계 최대 파운드리 업체 대만 TSMC는 3나노를 하반기에 양산한다.

정원철 삼성전자 파운드리사업부 상무, 구자흠 부사장, 강상범 상무(맨 앞줄 왼쪽부터)가 6월 30일 경기 삼성전자 화성사업장 파운드리 3나노 양산 라인에서 3나노 웨이퍼를 보여주고 있다. 뒤에는 손가락으로 3을 가리키며 3나노 파운드리 양산을 축하하는 직원들(사진=삼성전자)

1나노미터는 10억분의 1미터다. 3나노 공정은 반도체 제조 공정 가운데 가장 앞선 기술이다. 삼성전자는 반도체를 구성하는 트랜지스터에서 전류가 흐르는 통로(채널) 4개면을 스위치(게이트)가 둘러싸는 차세대 GAA 기술을 세계 최초로 적용했다. 채널 3개면을 감싸는 기존 핀펫(FinFET) 구조보다 GAA 게이트 면적이 넓어지며 공정 미세화에 따른 트랜지스터 성능 저하를 극복하고 정보 처리 속도와 전력 효율을 끌어올린다고 평가된다. TSMC는 2025년 2나노 공정에 GAA를 도입하기로 했다.

삼성전자는 채널을 얇고 넓은 모양의 나노시트 형태로 구현한 독자적 다중가교채널 트랜지스터(MBCFET) GAA 구조도 적용했다. 핀펫이나 일반적인 나노와이어 GAA 구조보다 전류를 세밀하게 조절해 고성능·저전력 반도체를 설계할 수 있다고 삼성전자는 설명했다. 나노시트 폭을 조정하면서 채널 크기를 다양하게 바꿀 수 있다.

삼성전자는 3나노 GAA 공정을 고성능컴퓨팅(HPC)에 처음으로 적용했다. 모바일 시스템온칩(SoC) 제품 등에 확대하려고 고객과 협력하고 있다.

경계현 삼성전자 반도체(DS)부문장(사장)(왼쪽부터), 이창양 산업통상자원부 장관, 최시영 삼성전자 파운드리사업부장(사장)이 25일 경기도 삼성전자 화성사업장에서 열린 3나노 파운드리 출하식에서 기념 사진을 찍고 있다.(사진=삼성전자)

경계현 삼성전자 반도체(DS·디바이스솔루션)부문장(사장)은 “삼성전자는 파운드리 사업에 한 획을 그었다”며 “핀펫 트랜지스터가 기술적 한계에 다다랐을 때 새로운 대안이 될 GAA 기술을 빠르게 개발해 무에서 유를 창조했다”고 말했다.

정기태 삼성전자 파운드리사업부 기술개발실장(부사장)은 “파운드리사업부는 반도체연구소, 해외 제조·인프라총괄과 협업했다”며 “삼성전자의 모든 구성원이 기술 한계를 극복했다”고 설명했다.

이창양 산업통상자원부 장관은 “치열한 미세 공정 경쟁에서 앞서기 위해 삼성전자와 국내 시스템 반도체 업계, 소재·부품·장비 업계가 힘을 모아 달라”며 “정부도 민간 투자 지원, 인력 양성, 기술 개발, 소부장 생태계 구축에 노력할 것”이라고 강조했다.

세계 최초로 3나노 파운드리를 양산한 삼성전자 화성사업장(사진=유혜진 기자)

삼성전자는 화성사업장에서 3나노 GAA 파운드리 공정 제품 양산하며 평택사업장까지 생산지를 확대하기로 했다.