삼성전자가 2022년 6월 게이트올어라운드(GAA) 기술을 적용한 3나노미터(㎚) 반도체 위탁생산(파운드리)을 시작했다. GAA 기술을 활용한 세계 최초 파운드리 공정이다.
GAA는 반도체 트랜지스터 핵심 요소인 게이트와 채널 접합면을 4개로 늘린 구조다. 기존 핀펫 구조는 접합면이 3개였다. 게이트와 채널 접합면이 늘면 트랜지스터에 흐르는 전류를 더욱 미세하게 조절할 수 있다. 채널 간 길이가 짧아지면서 발생하는 누설 전류 문제도 해소할 수 있다.
GAA는 반도체 집적도를 높여 성능을 향상하기 위해서 탄생했다. 반도체 크기는 줄이면서 성능을 끌어올리려면 회로 선폭을 줄여야 하는데, 기존 핀펫 구조로는 한계가 있다. 이 때문에 GAA는 2011년에 시작된 핀펫 시대의 종언을 알리는 패러다임 전환으로 평가받는다.
삼성전자는 화성 캠퍼스에서 GAA 3나노를 처음 양산했다. 고객은 중국 기업으로 알려졌다. 당시 파운드리 선두 주자 TSMC는 2022년 12월 3나노 양산을 개시했다. 또 2025년 하반기 양산 예정인 2나노 공정에 GAA 구조를 적용하는 만큼, GAA 3나노는 삼성전자가 업계 최초다.
다만 세계 최초가 곧 성공으로 이어지진 않았다. 삼성전자 3나노 공정은 수율이 안정적이지 않아 많은 고객을 확보하는 데 어려움을 겪었다. 다수 고객이 안정적인 수율을 찾아 핀펫 구조를 이어가고 있는 TSMC 3나노 공정을 찾았다.
업계에서는 올해 하반기 GAA의 본격적인 승부가 펼쳐질 것으로 관측된다. TSMC가 2나노에 GAA를, 삼성전자는 차세대 GAA를 적용한 2나노를 본격 양산하기 때문이다.
권동준 기자 djkwon@etnews.com
