핀펫(FinFET)은 정보처리 속도와 소비전력 효율을 높이기 위해 반도체 소자를 3차원 입체구조로 만든 시스템반도체 최신 기술이다. 기존 반도체 칩 구조는 평면(2D)으로 이뤄져 있는데 이를 입체적(3D) 구조로 설계하면서 위로 돌출된 부분이 물고기 등지느러미(핀·Fin)와 닮아, ‘핀펫’이라고 명명됐다.
반도체는 크기가 작아질수록 속도가 향상하고 소비전력은 감소하면서 생산비용이 내려간다. 하지만 기존 평면구조의 반도체 설계로는 그 크기를 줄이는 데 물리적 한계가 있다. 통상 20나노가 평면구조로 비메모리 반도체를 설계 가능한 최소 크기로 꼽힌다.
이 같은 한계를 극복하기 위해 등장한 것이 바로 3차원 반도체 공정 기술 ‘핀펫’이다. 평면구조에서는 한 곳으로만 전류를 흘려보낼 수 있다. 반면에 핀펫에서는 돌출된 상층부를 활용해 3개면으로 전류를 흘려보낼 수 있다. 크기는 작아지면서도 더 뛰어난 전류구동능력을 확보하고 전원이 꺼진 상태에서의 전류 누수도 현저히 줄어든다.
핀펫 기술 활용으로 비메모리 반도체는 현재 상용화가 진행 중인 14나노를 넘어 10나노와 7나노까지 공정과 소자 개발이 이뤄지고 있다.
세계 1위 반도체 위탁생산 업체인 대만 TSMC가 16나노 핀펫 플러스(FinFET+) 공정의 위험생산(Risk Production)을 시작했다. 위험생산이란 공정 도입 초기 불량에 대비해 생산 비용을 파운드리가 부담하는 개념으로 본격 양산에 돌입하기 위한 과정이다. TSMC는 지난해 11월 일반 16나노 핀펫 공정의 위험생산을 실시한 바 있다. 16나노 핀펫 플러스 공정을 통해 생산된 칩은 일반 핀펫 공정 대비 고성능을 내는 것으로 알려지고 있다.
김창욱기자 monocle@etnews.com
