"TSMC, 1.6나노 A16 개발·검증 성공⋯4분기 양산 전망"

[아이뉴스24 황세웅 기자] 세계 최대 파운드리(반도체 위탁생산) 업체 TSMC가 1.6나노미터(㎚)급 'A16' 공정 개발과 검증을 마치고 올해 4분기 양산에 들어갈 것으로 알려졌다.

20일 대만 자유시보에 따르면 TSMC는 A16 공정 기술 개발과 검증에 성공했다. A16에는 '슈퍼 파워 레일(SPR)'이라는 후면전력공급 기술이 적용됐다.

A16은 TSMC의 2나노 계열 공정을 한 단계 발전시킨 1.6나노급 공정이다. 기존 N2P의 게이트 밀도와 '나노플렉스(NanoFlex)' 설계 유연성은 유지하면서 전력 공급 배선을 칩 뒷면으로 옮긴 것이 특징이다.

기존 반도체는 전력 공급 배선과 신호 배선을 모두 칩 앞면에 배치한다. 하지만 공정이 미세해질수록 좁은 공간에 더 많은 배선을 넣어야 해 배선이 복잡해지고 전압이 떨어지는 'IR 드롭(IR Drop)' 현상도 커질 수 있다.

TSMC는 이를 해결하기 위해 A16의 전력 공급망을 칩 뒷면으로 분리했다. 또 전용 수직 후면 접점(VB)을 활용해 각 트랜지스터의 소스와 드레인에 전력을 직접 공급하도록 했다.

이 과정에서도 칩 앞면의 게이트 구조와 표준 셀 크기, 배치 면적 등의 변경을 최소화했다. 기존 설계 방식을 크게 바꾸지 않고도 후면전력공급 기술을 적용할 수 있도록 한 것이다.

성능도 개선됐다. A16은 N2P와 비교해 같은 전력을 사용할 경우 연산 속도를 8~10% 높일 수 있다. 같은 속도로 작동할 경우에는 전력 소비를 15~20% 줄일 수 있다.

칩 집적도 역시 8~10% 높아진 것으로 알려졌다. 이에 따라 복잡한 신호 배선과 많은 전력이 필요한 인공지능(AI) 가속기와 고성능컴퓨팅(HPC)용 반도체에 적합한 공정으로 평가된다.

양산 시점은 올해 4분기가 거론된다. 자유시보는 A16 공정이 올해 4분기부터 양산에 들어갈 예정이라고 전했다.