세계 첫 ‘3나노 반도체’ 선보인 三電…파운드리 점유율 높인다

윤석열 대통령과 조 바이든 미국 대통령이 20일 경기 평택 삼성전자 반도체 공장을 방문해 이재용 부회장과　함께 반도체 생산라인을 둘러보며 관계자 설명을 듣고 있다. 대통령실사진기자단

# 지난 20일 조 바이든 미국 대통령은 방한 후 첫 일정으로 삼성전자 평택 반도체사업장을 택했다. 윤석열 대통령과 이재용 삼성전자 부회장의 설명을 들으며 3나노미터(㎚·1나노=10억분의 1m) 공정 생산라인을 둘러본 바이든 대통령은 “삼성이 주도하는 많은 기술 혁신이 놀랍다”며 감탄했다.

양 정상은 또 방명록 대신 게이트올어라운드(GAA) 기반의 3나노 반도체 웨이퍼(얇고 둥근 실리콘 판)에 서명을 남기기도 했다.

삼성전자가 3나노 공정이 적용된 반도체 웨이퍼를 세계 최초로 선보이며 글로벌 파운드리(반도체 위탁생산) 시장의 판도 변화를 예고했다.

대만 TSMC의 독주를 막고 기술 우위를 내세워 점유율을 끌어올릴 기회다. 삼성전자는 3나노를 시작으로 2030년 파운드리 1위 달성에 속도를 내겠다는 계획이다.

23일 업계에 따르면 삼성전자는 올해 상반기 중 GAA 기반 3나노 1세대 반도체 양산에 나선다.

3나노 반도체는 인공지능(AI)과 빅데이터, 자율주행, 사물인터넷 등 고성능과 저전력을 요구하는 미래 산업에 적용될 예정이다.

반도체는 미세화될수록 발열량이 줄고, 성능은 높아진다. 3나노 공정만 하더라도 기존 5나노 공정보다 칩 면적은 약 35% 작고, 소비전력은 50% 줄어든다. 반면 처리속도는 30%나 빠르다.

반도체업계가 미세 공정에 공을 들이는 이유다. 삼성전자는 3나노 공정을 위해 기존 ‘핀펫(FinFET) 기술’ 대신 ‘GAA 기술’을 적용했다. 핀펫 공정은 상어 지느러미처럼 생긴 차단기로 전류를 막아 신호를 제어하지만, GAA는 전류가 흐르는 채널을 4면으로 둘러싸 전류의 흐름을 더욱더 세밀하게 조정할 수 있다.

GAA 공정 자체 난도가 높고 수율(합격품 비율) 확보도 쉽지 않지만 삼성전자는 안정화 단계에 진입한 것으로 보인다. 앞서 강문수 삼성전자 파운드리사업부 부사장은 지난달 1분기 실적발표 콘퍼런스콜에서 “3나노 공정은 생산량 확대 기간을 줄이고, 수익성을 높여 공급 안정화를 추진 중”이라며 자신감을 내비쳤다.

삼성이 3나노 공정에 돌입하면 TSMC에 비해 기술 우위를 점하게 된다. 대만 TSMC는 3나노 공정을 올해 하반기에 양산할 예정이다.

삼성전자 평택캠퍼스 © 뉴스1

더욱이 TSMC는 2나노부터 GAA 기술을 적용할 예정이라 삼성전자가 2나노에서도 앞서 나갈 것으로 보인다. 삼성전자는 2025년에 2나노 양산에 들어가겠다는 계획을 제시한 바 있다. TSMC의 목표도 2025년이지만 중국 매체인 콰지커지는 “TSMC의 2나노 제품은 2024년 시험 예정이라 실제 대량 생산은 2026년이 될 것”이라고 보도했다.

기술 우위를 바탕으로 삼성전자는 점유율 확대에 나설 계획이다. 파운드리 시장에선 대만의 TSMC가 지난해 기준 시장 점유율 53%를 차지해 독보적 1위다. 삼성전자는 18%에 그쳤다.

업계에서는 3나노에 성공한 삼성전자가 TSMC와의 격차를 좁힐 기회라고 평가했다. 수율만 안정화되면 엔비디아와 퀄컴 같은 팹리스 업체들의 물량이 늘어날 수 있다.

퀄컴의 크리스티아누 아몬 최고경영자(CEO)도 바이든 대통령의 삼성전자 방문 때 동행해 3나노를 확인한 것으로 알려졌다. 퀄컴이 차기 3나노 AP 양산을 삼성전자에 맡길 수 있다는 전망이 나오는 이유다.

김동원 KB증권 연구원은 “조 바이든 미 대통령의 삼성 평택 반도체 공장 방문으로 세계 최대 반도체 팹(fab)인 평택 공장이 글로벌 반도체 공급망의 중심축이 될 수 있다”며 “평택 P3 공장에서 세계 최초로 3나노미터 파운드리 GAA 1세대 생산라인 가동이 시작돼 대만 TSMC와 기술 선도 경쟁이 가능하다”고 평가했다.

한 업계 관계자도 “삼성전자는 2030년 파운드리 1위를 선언한 바 있다”며 “기술적 우위를 점하는 것이 점유율 상승의 시작점이 될 것”이라고 말했다.

(서울=뉴스1)