TSMC, 2나노 시범 양산 준비…"경쟁사 견제·고객사 선점 목적"
2나노 적용되는 GAA, 삼성이 세계 최초 적용
인텔, 비밀병기 파워비아 공개…TSMC에 2년 앞서
삼성에 선공 날린 TSMC, 2나노 리더는 누구
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| 파운드리 기술 패권을 놓고 기업들의 경쟁이 격화되고 있다.그림=연합뉴스 |
차세대 반도체 공정을 놓고 글로벌 파운드리반도체 위탁생산 업계에 소리 없는 전쟁이 격화하고 있다. 글로벌 파운드리 1위 TSMC가 최근 2nm나노미터, 10억분의 1m 공정 반도체 제품 시범 양산을 준비하며 격차 벌리기에 나선 것이다. 그러나 2나노 공정에 사용되는 기술에 대한 리더십을 파운드리 2위 삼성이 갖고 있어 차이를 벌리기 쉽지 않을 것으로 보인다. 이런 가운데 인텔이 파운드리 주도권을 찾아올 비밀병기를 공개하며 파운드리 시장에 파란을 불러일으키고 있다.
7일 자유시보 등 대만 언론에 따르면 TSMC는 최근 2나노 제품의 시범 생산 준비작업에 들어갔다. TSMC의 대형 고객사인 애플과 엔비디아가 2나노 제품 생산의 첫 고객이 될 전망이다. 당초 TSMC는 공정시제품 생산을 내년 초로 계획한 바 있다. 이번 시범 양산은 기존 계획을 앞당긴 것으로 삼성, 인텔 등 경쟁업체를 견제하기 위함으로 풀이된다.
대만 언론은 ‘TSMC가 올해 2나노 제품의 소량 시범 생산이 2025년 양산을 위한 초석을 다질 것’이라며 ‘TSMC의 2나노 고객사 확보는 삼성전자와 같은 경쟁업체에 큰 압박이 될 것’이라고 진단했다.
TSMC는 이를 통해 고객사를 선점한다는 계획이다. 반도체를 위탁 생산하는 파운드리의 특성상 고객사 확보는 수익과 직결된다. 공정 시범 생산을 통해 2나노에 대한 신뢰를 얻어 파운드리 업계 내 패권을 차지하겠다는 전략이다.
다만 고객사에 대한 전략과는 별개로 기술적인 측면에서 삼성전자를 앞설 지 미지수다. TSMC가 2나노 공정부터 적용하는 게이트올어라운드GAA 기술에 대한 리더십을 삼성이 갖고 있기 때문이다.
삼성전자는 지난해 6월부터 3나노 양산에 GAA 공정을 적용한 바 있다. 이는 같은 해 12월 3나노에 해당 공정을 적용한 TSMC보다 반년 빠른 적용으로 세계 최초의 양산이다. TSMC는 이전까지 기존 핀펫 구조를 유지했다.
핀펫 공정은 회로 선폭이 미세화될수록 누설전류가 커지며 발열 등에 취약하다는 약점이 있다. GAA는 핀펫보다 전력을 적게 소모하며 누설전류 문제까지 해결한 신기술이다.
경계현 삼성전자 DS반도체부문 사장은 지난달 대전 KAIST 강연에서 “종합적 완성도는 현재 3나노에서는 삼성전자가 TSMC보다 1년, 4나노에서는 2년 정도 뒤처져있지만 TSMC가 2나노 공정에 들어오는 시점부터는 삼성전자가 앞설 수 있다”고 밝혔다.
2021년 파운드리 시장에 재진출한 인텔의 경우 최근 비밀병기 ‘파워비아PowerVia’를 공개하며 파운드리를 강화하는 모양새다. 파워비아는 웨이퍼 전면에 위치하던 전력 배선을 후면으로 배치해 병목 현상을 해결한 게 특징이다. 반도체 후면으로 전력을 전달하는 기술은 TSMC가 2026년 적용을 목표로 개발하고 있었다. TSMC보다 2년 빠른 셈이다.
파워비아 솔루션은 내년 인텔 20A2나노급 공정부터 적용될 계획이다. 업계에 따르면 파워비아 기술 적용을 앞두고 기존 핀펫 구조와 파워비아를 활용한 중간 단계 제품을 내부에서 시험 생산 중이다.
벤 셀 부사장은 “시험 공정과 후속 테스트 칩을 사용해 선도적인 공정에 적용될 후면 전력 공급 위험성을 제거할 수 있었다”라며 “인텔은 후면 전력 공급 기술을 경쟁사 대비 한 발 먼저 시장에 선보일 수 있게 됐다”고 말했다.
한편 인텔은 오는 11일부터 6일간 일본에서 진행되는 VLSI 심포지엄을 통해 파워비아 기술 구현과 관련된 논문 2편을 공개할 예정이다.
전화평 기자 peace201@viva100.com
