세계 최초 '3나노'로 TSMC 넘는 삼성…퀄컴이 힘 실을까

[아이뉴스24 장유미 기자] 삼성전자가 세계 최초 3나노미터(㎚=10억분의 1ｍ) 공정 양산을 조만간 공식화 할 예정인 가운데 퀄컴이 주요 고객사가 될 가능성이 높다는 주장이 나왔다.

29일 업계에 따르면 삼성전자는 최근 퀄컴과 3나노 공정을 활용한 칩 생산을 언제든 맡길 수 있다고 합의한 것으로 알려졌다. 대만 TSMC의 3나노 공정에 문제가 생길 경우를 대비해서다.

삼성전자는 오는 30일께 3나노 공정 양산 돌입을 공식 발표할 예정으로, 업계 1위인 TSMC보다 먼저 3나노 공정과 차세대 공정을 도입한다.

GAA는 기존 핀펫(3D 구조화) 기술보다 칩 면적을 줄이고 소비 전력은 감소시키면서 성능은 높인 신기술로, 반도체 소형화와 고성능화를 함께 실현할 수 있다. 이재용 삼성전자 부회장은 지난달 조 바이든 미국 대통령의 평택 반도체 공장 방문 당시 한미 양국 정상에게 이 기술을 적용한 3나노 시제품을 소개해 주목 받았다.

업계 관계자는 "GAA 구조의 트랜지스터는 전류의 흐름을 보다 세밀하게 조정할 수 있다"며 "GAA 기술은 5~10나노 당시 기존 첨단 반도체에 쓰이던 공정 기술(핀펫)보다 트랜지스터를 소형화하는 과정에서 겪는 노광 기술의 한계나, 작아진 반도체 소자에서 발생할 수 있는 발열이나 전류 누설 같은 근본적인 문제를 해결할 수 있을 것으로 보인다"고 설명했다.

반면 TSMC는 올 하반기에 핀펫 기반 3나노 반도체를 양산할 예정으로, GAA 기술은 오는 2025년 2나노부터 적용할 것으로 알려졌다.

업계 관계자는 "삼성전자가 상반기 내 3나노 생산을 하겠다는 약속은 지킬 듯 하지만, 이번 생산은 일반적인 의미의 대량 양산이라기보다 제품을 시험삼아 만드는 시생산에 더 가깝다"며 "시생산일지라도 선제적으로 3나노 양산에 나섰다는 점에선 수율 안정화와 고객사 확보 측면에서 TSMC보다 좀 더 우위를 차지할 가능성도 있다"고 말했다.

삼성전자의 3나노 GAA 공정의 첫 고객사는 중국 팹리스 업체인 것으로 알려졌다. 삼성전자의 3나노 미세공정 시험수율은 올해 초까지 10%에서 20% 수준을 유지하다, 최근 30% 이상으로 올라온 것으로 전해졌다.

TSMC는 당초 7월부터 3나노 기술이 적용된 인텔, 애플 등의 반도체를 양산할 계획이었지만, 수율 문제로 현재 고객사에 4~5nm 공정을 배정하는 것으로 알려졌다. 엔비디아의 경우 연내 출시 예정인 그래픽처리장치(GPU) 지포스 RTX40 시리즈의 생산을 위해 TSMC에 90억 달러(약 10조7천600억원)의 선불금을 지급하고도 5나노 공정을 배당 받았다.

업계 관계자는 "퀄컴이 TSMC 상황을 고려해 안정적으로 물량을 확보하고자 삼성전자 3나노 공정에도 여유분을 미리 확보한 것으로 보인다"며 "삼성전자가 TSMC보다 3나노 공정에서 일단 우위에 올랐지만, 이를 지키기 위해선 향후 수율 관리와 고객사별 최적화 등이 관건"이라고 분석했다.