삼성전자 세계 최초 3나노 파운드리 양산! 기대와 우려 수율은?

삼성전자가 세계 최초로 3나노 파운드리 공정 양산에 들어갔다고 합니다. 업계에선 대만 TSMC와의 경쟁에서 한발 앞서게 되었다고 보는 시각도 있고 양산에 성공했다고 해도 수율문제가 있고 단기적으로 시장의 우려를 잠재우기 위해 강행하는 것은 아닌가 하는 시각도 있습니다.

 

삼성전자가 이번에 양산을 하는 3나노 공정은 GAA 기반으로 TSMC 의 핀펫 방식에 비해 칩면적이 적고 소비전력은 낮춘데 비해 성능을 높였다고 합니다. 이번에 생산하는 3나노 공정 반도체는 중국의 비트코인 채굴용 ASIC 칩에 탑재하게 된다고 하는데요. ASIC는 중국 반도체 기업들이 대부분이라고 합니다. 삼성전자는 상반기내에 3나노 공정 반도체 공급을 약속했고 이를 지킬 수 있게 된 것이라고 하는데요. 다른 반도체에 비해 워낙 단가가 높은 ASIC라서 상대적으로 낮은 수율에서도 수익을 낼 수 있기 때문에 아직 공정 초기인 3나노 제품으로써는 적절한 공급이될 것이라고 하네요.

 

삼성전자 세계 최초 3나노 파운드리 양산시작 (사진 : 삼성전자뉴스룸)

 

반도체의 나노미터 공정은 뭘까?

반도체는 5나노 4나노 등 적은 숫자가 붙을 수록 높은 기술력이라고 하는데 도대체 어떤 의미일까요?

반도체에서 나노미터라는 것은 반도체 내에서 전기적 신호들이 지나다니는 길인 회로의 선폭을 의미합니다. 숫자가 낮으면 낮을 수록 미세하다는 의미인데요. 1나노미터는 10억분의 1미터이며 머리카락 굵기의 10만분의 1 정도되는 크기라고 합니다. 반도체는 2-3나노미터를 한계라고 보고 있다고 합니다. 2011년 인텔이 22나노를 만든 것이 혁신적인 일이었따고 하는데요. 지금 삼성전자가 그 한계의 끝에 먼저 도달한 것이라 할 수 있겠네요. 

참고로 애플의 M1칩이 5나노 공정으로 만들어져 있고 여기에 160억개의 트랜지스터가 들어가 있다고 합니다. 물리적 공간을 작게하면서 더 많은 트랜지스터를 넣는 기술을 경쟁하고 있는 것이죠. 그만큼 좁은 공간에 더많은 트랜지스터를 넣으면 넣을 수록 더 많은 일을 해낼 수 있을테니까요. 

삼성전자가 하니까 쉬워보이는지 모르겠는데요. 이런 미세공정으로 양산을 할 수 있는 회사는 몇안되는 것이죠. 반도체에 선을 그려넣는 것도 쉽지 않아서 이걸 하는 ASML 같은 곳에서 장비를 받느냐 못받느냐가 몇년을 앞서가냐 못가냐 할 정도니까요. 최근 ASML이 장비를 인텔에 몰아준다고 해서 깜짝 놀라는 일도 있었구요.

 

3나노 파운드리 수율은?

삼성전자는 아쉽게도 3나노 공정의 수율을 밝히지 않고 있습니다. 이미 4나노 공정에서도 수율을 밝히지 않고 있다고 하는데요. 삼성전자의 입장은 고객사가 만족하는 수율에 도달하면 양산 일정을 예정대로 진행시킬 뿐, 충분한 수율에 도달했느냐 아니냐는 의미 없는 논쟁일 뿐이라고 합니다. 하지만 퀄컴의 4나노 공정 수율이 충분히(?) 확보되지 않는 점, 발열이 계속 올라가는 점도 문제고 이로 인해 퀄컴이 3나노 공정의 AP 칩 생산을 삼성전자에서 TSMC로 바꿨다는 소문이 있습니다. 소문에 삼성의 3나노 테스트에서 10% 수율이 나왔다고 하고 하거든요. 

 

하지만 삼성전자는 4나노에 대해 초기 수율향상이 지연되었으나 지금은 계획한 수율 구간에 진입했다고 하며 시장에서 우려는 지나치다고 하였습니다. 업계에선 삼성의 4나노 수율이 35% 안팎이라고 추정하고 있고 TSMC의 절반수준으로 보고 있다고 합니다. 이에 따라 엔비디아의 제품 생산은 TSMC로 넘어갔다고 하죠.

 

마치며,

삼성전자는 어느때보다 큰 경쟁에 놓여 있습니다. 인텔이 추적하고 TMSC 는 멀어져 가는 것처럼 보이거든요. 다행인 것은 수율이 어떻든 삼성전자의 3나노 공정이 먼저 양산을 시작했다는 것이고, 여전히 수율은 의미 없는 것은 아니기 때문에 걱정도 계속된다는 것입니다. 삼성전자가 어려움을 극복하고 세계 최고의 기업으로서 입지를 다질 수 있기를 기원합니다.