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<강문수 삼성전자 파운드리사업부 전무.>

“극자외선(EUV)과 게이트-올-어라운드(GAA)는 앞으로 파운드리 업계의 '열쇳말'이 될 것입니다.”

삼성전자가 EUV 공정을 활용한 GAA 기술을 세계에서 최초로 선보이겠다고 밝혔다. 강문수 삼성전자 파운드리사업부 전무는 '파운드리 기술의 미래'를 주제로 파운드리 업계 현황과 삼성전자의 차세대 공정 기술을 소개했다.

삼성전자는 최근 IBM과 엔비디아 등 세계적인 칩 설계 업체들의 첨단 반도체 위탁생산을 수주했다. 삼성전자 파운드리사업부가 이들 업체를 사로잡은 배경은 바로 EUV 공정이다. 삼성전자는 7나노(㎚) 이하 미세공정에 쓰이는 EUV 광원을 활용해 기존 공정보다 미세하게 회로를 새겨 차세대 인공지능(AI), 5G 등 고성능 칩 수요에 대응한다.

삼성전자가 앞서가는 EUV 공정을 활용해 내세우는 차세대 트랜지스터 제조 기술은 게이트-올-어라운드(GAA)다. 트랜지스터는 반도체 내 전류의 흐름을 위해 스위치를 켜고 끄는 역할을 한다. 칩 안에 수억개 트랜지스터가 전류를 제어한다. 지난 수십년간 전류를 매끄럽게 제어하기 위해 트랜지스터 모양은 꾸준히 진화해 왔다. 평면형 트랜지스터부터 현재 범용으로 쓰이고 있는 상어 지느러미를 닮은 '핀펫' 구조가 그 예다.

하지만 칩 크기가 지속적으로 작아지면서, 핀펫 구조로도 전류 제어가 쉽지 않아졌다. 전류를 제어하는 역할을 하는 게이트가 제 역할을 하지 못해 누설 전류가 생기면서 전력 효율이 떨어지는데다, 폭증하는 데이터를 한 번에 더욱 빠르게 전달해야 하는 과제도 안게 됐다.

EUV 시대를 맞아 삼성전자가 구현하려고 하는 트랜지스터가 바로 GAA다. 핀펫은 전류가 흐르는 채널이 3개 면이었지만, GAA는 전류가 흐르는 게이트에 터널 모양의 와이어를 연결해 뚫어 용어 그대로 '모든 면에서' 전류가 흐르게 한다.

강 전무는 “GAA 기술이 미래 기술의 핵심이라고 생각하고 개발에 매진하고 있다”며 “세계에서 가장 앞선 GAA 기술을 가지고 있다고 자부하며, 이 기술을 활용해 세계 최초로 양산도 할 것”이라고 강조했다.

강 전무는 급격하게 늘어나는 칩 설계 시간과 비용을 줄일 수 있는 삼성전자의 파운드리 솔루션도 소개했다. 삼성은 하나의 칩에 다양한 기능을 넣는 시스템온칩(SoC), 여러 다이를 모아 하나의 칩으로 만드는 시스템 인 패키지(SiP) 등 '이종 집적화(heterogeneous integration)'에 주력할 것이라고 전했다. 특히 여러 EUV 칩을 세로로 적층해 하나의 반도체로 만드는 최첨단 패키지 기술 '엑스-큐브(X-Cube)'도 선보인 바 있다.

강 전무는 '2030 시스템 반도체 1위 비전'을 실행하기 위해 고객사, 협력사와 힘을 합쳐 새로운 생태계를 만들겠다는 의지도 밝혔다. 그는 고객사가 언제 어디서든 삼성이 마련한 설계자산(IP)을 내려받아 칩을 설계할 수 있는 클라우드 시스템 등이 포함된 파운드리 생태계 프로그램 'SAFE'도 소개했다.

강 전무는 “완벽한 원스톱 파운드리 솔루션으로 고객사들이 성공할 수 있도록 도울 것”이라고 강조했다.

강해령기자 kang@etnews.com