TSMC 3나노 양산에 업계 ‘촉각’…3나노 뭐기에?

[이코노믹데일리] 파운드리(반도체 위탁 생산) 분야 글로벌 1위 업체인 대만 TSMC가 3나노미터(㎚·1나노는 10억분의 1m) 양산을 본격화하겠다고 예고했다.

대만 언론 디지타임즈 등에 따르면 TSMC는 29일께 타이완 남부 대만 과학단지(STSP)에 있는 팹 18에서 3nm 양산 관련 기념식을 개최할 예정이다. 당초 9월 말 시작하려던 3나노 양산 시기가 석 달 정도 늦춰진 셈이다.

TSMC의 3나노 양산 소식이 나오자 TSMC의 최대 고객인 애플의 신제품에 탑재될 수 있을지 등 업계의 관심이 모아졌다. 미국 IT 매체인 맥루머스는 “애플 맥북프로, 맥 미니 모델에 탑재될 예정인 M2 프로칩에 사용될 수 있을 것”이라며 “2023년 후반 아이폰 15 제품 등도 3나노 공정을 기반으로 할 것”이라고 내다봤다.

3나노는 고효율·저전력·초소형 초미세공정 칩의 대표 기술로도 통한다. 1나노는 10억분의 1m 크기다. 나노미터는 반도체 내 전기 회로의 선폭을 가리키는데 전기 신호들이 지나다니는 길을 뜻하는데 숫자가 작을수록 반도체 내 전기 회로가 가늘어진다. 

삼성전자는 지난 6월 세계 최초로 GAA(Gate-All-Around) 기술을 적용한 3나노 파운드리 공정 기반의 초도 양산을 시작했다. 3나노 GAA 1세대 공정은 기존 5나노 핀펫 공정과 비교해 전력은 45% 절감하고 면적은 16% 축소되지만 성능은 23% 향상될 것이라는 평가를 받았다. 

앞서 TSMC는 지난 2018년 2분기에 7나노 공정에 돌입했고 2020년 2분기에는 5나노 양산을 시작했다. 2년 주기로 기술 난이도를 높여왔던 만큼 3나노 진입도 올해 안에 가능할 것이라는 관측이 나왔었다. 2023년 양산을 목표로 대만에 3나노 공장 4개를 건설하겠다는 계획을 내놓기도 했다. 

다만 내년께 3나노 완전 공정을 가동한다는 입장이지만 실행 가능성은 미지수다. 3나노 공정 자체가 까다로운 데다 이미 삼성전자의 양산 시기보다 6개월 뒤처진 만큼 기술 개발 역량에 악영향을 입을 수 있다는 것이다. 

실제로 삼성전자는 2022년 상반기 3나노 양산에 돌입한 뒤 2023년에는 3나노 2세대, 2025년에는 GAA 기반 2나노 공정을 양산하겠다고 밝혔다. 3나노 구조에 최적화된 설계 인프라와 설계 솔루션을 공개하는 등 기술 확보에 집중하고 있는 것으로 알려졌다. 또 2027년까지 1.4나노 공정을 도입하겠다는 계획을 내놨다. 

업계 관계자는 “TSMC는 2025년까지 2나노 도입 계획을 발표한 상태”라며 “반도체 시장이 위축된 가운데 상대적으로 경기 영향을 덜 받는 파운드리 부문의 기술 개발 경쟁이 더 치열해질 것”이라고 평가했다.