축구장 수십배 S3라인서 3나노 양산.."파운드리 게임체인저 될것"

세계 최초 게이트올어라운드(GAA) 기반 3㎚(나노미터·10억분의 1m) 반도체 공정 양산품 출하식이 열린 지난달 25일 삼성전자(005930) 화성 공장. 반바지, 라운드 티셔츠 등 자율 복장 차림을 한 수많은 직원들의 모습이 전통적인 생산 시설보다는 대학 캠퍼스와 더 비슷한 인상을 줬다. 차세대 파운드리(반도체 위탁 생산) 산업에서 대만 TSMC를 따라잡고 1위로 올라설 기술 혁신의 힘이 자유분방함에서 나오는 듯한 분위기였다. 점심시간임에도 12라인 낸드플래시 생산 시설에서는 지능형 이송시스템(OHT)이 웨이퍼를 쉬지 않고 나르고 있었다. 각종 장비 유지·보수를 맡은 직원들은 공장 안에서 방진복을 입은 채 열심히 시설을 뜯어보고 있었다. 3나노 양산을 맡은 S3 라인은 축구장 수십 배 크기의 거대한 몸집 속에서 최첨단 기술을 철저히 지키고 있었다. 이날 출하식 현장에서 서울경제 취재진과 만난 삼성전자의 한 고위 관계자는 “TSMC나 인텔이 올 하반기와 내년 3나노 반도체 기술을 선보이겠다고 했지만 모두 기존 핀펫(FinFET) 기반”이라며 “현실적으로 두 회사가 GAA 기술을 적용할 수 있는 시기는 2025년으로 본다. 기술적으로 삼성전자가 3년을 더 앞선 것”이라고 평가했다. 화성 공장은 삼성전자가 지난달 30일 양산을 시작한 GAA 기반 3나노 반도체를 현재 유일하게 생산하는 장소다. 경계현 삼성전자 DS(반도체) 부문 사장, 이창양 산업통상자원부 장관 등이 화성 공장으로 총출동해 출하식을 연 이유도 이곳에 대한민국 시스템반도체의 미래가 달렸다는 인식 때문이었다. 3나노 반도체 공정은 기존 5나노·4나노보다 미세하고 정확하게 회로를 만들어낼 수 있는 기술이다. 특히 트랜지스터의 모든 면에서 전류가 흐르는 GAA 제조 기술은 3개 면에서 전류가 흐르는 기존 핀펫 기술보다 데이터 처리 속도가 훨씬 빠르다는 게 특징이다. 3나노 GAA 1세대 공정은 기존 5나노 핀펫 공정보다 전력은 45% 절감하고 성능은 23% 향상시킨다. 면적도 16%나 더 작다. 삼성전자는 GAA 트랜지스터 구조를 2000년대 초반부터 연구하기 시작해 결국 20여 년 만인 올해 그 결실을 봤다. 당초 업계에서는 삼성전자가 공언한 올 상반기 3나노 반도체 양산 계획에 의문을 표했다. 특히 고객사들을 빼앗길 수 있다는 위기감에 경쟁사들의 견제가 극심했다. 이는 각각 올 하반기, 내년 하반기를 양산 목표 시점으로 내세운 TSMC·인텔보다 한참 빠른 일정이었다. 올 초에는 초미세 공정 파운드리 수율 문제로 주요 고객사가 이탈했다는 소문도 돌았다. 일각에서는 3나노 반도체는 현존 기술의 한계라는 지적도 나왔다. 더욱이 GAA 기반 최첨단 반도체는 TSMC·인텔이 아직 구체적인 생산 계획도 수립하지 못한 제품이다.

축구장 수십배 S3라인서 3나노 양산..'파운드리 게임체인저 될것'

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