삼성전자, 세계 첫 3나노 반도체 출하…"TSMC 제친다"

화성 캠퍼스서 제품 출하식

산업부장관 등 100여명 참석
경계현 "GAA 기술 조기개발
무에서 유를 창조한 혁신 결과"

25일 경기 화성시 삼성전자 화성캠퍼스에서 열린 세계 최초 GAA 기반 3나노 공정 제품 출하식에서 경계현 삼성전자 DS부문장(사장·왼쪽 네 번째부터), 이창양 산업통상자원부 장관, 최시영 삼성전자 파운드리사업부장(사장) 등 참석자들이 출하 세리머니를 하고 있다. 김범준 기자

삼성전자가 25일 세계 최초로 3㎚(나노미터·1㎚는 10억분의 1m) 공정을 거친 파운드리(반도체 수탁생산) 제품을 출하했다. 지난달 말 양산에 들어간 이후 처음으로 고객사에 전달된다. 제품 출하는 안정적인 고객사를 확보했다는 의미여서 대만 TSMC 등 글로벌 업체들과 본격적인 경쟁을 위한 발판을 마련했다는 평가가 나온다.

삼성전자는 이날 경기 화성캠퍼스 극자외선(EUV) 노광장비 전용 V1 라인에서 GAA(gate all around) 기술을 적용한 3㎚ 파운드리 제품 출하식을 열었다고 밝혔다. 삼성전자는 지난달 30일 세계 최초로 3㎚ 공정 반도체 생산에 들어갔다고 발표했다.

반도체 공정이 나노미터 수준으로 미세화되면서 누설 전류를 제어하는 기술이 경쟁력으로 떠올랐다. 삼성전자는 기존 5㎚ 반도체에선 핀펫 공정을 활용했다. 삼성전자가 이번에 활용한 GAA 기술은 기존 핀펫 기술보다 누설 전류 제어에 더 효과적인 것으로 알려졌다. 이번에 가동한 3㎚ GAA 1세대 공정은 기존 핀펫 공정과 비교해 전력은 45% 절감되고 성능은 23% 향상됐으며 면적은 16% 축소됐다.

업계에서 삼성전자가 미세공정 반도체 시장에서 TSMC를 제칠 기회를 잡은 것으로 평가하는 것도 이 때문이다. 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 올해 1분기 파운드리 매출 점유율은 TSMC가 53.6%였고 삼성은 16.3%에 불과했다. 10㎚ 이하 미세공정 시장으로 들어가면 삼성전자의 매출 점유율은 40%까지 올라간다. 이번 GAA 기술 기반 3㎚ 반도체에 고성능 제품을 원하는 고객사의 주문이 몰리면 삼성전자의 점유율은 더 확대될 것으로 기대된다. 파운드리 세계 1위인 TSMC는 현재 4㎚ 공정 반도체까지 생산하고 있다. TSMC가 3㎚ 반도체를 생산하더라도 GAA 기술을 적용한 삼성전자 반도체와는 성능에 차이가 있을 것으로 예상된다.

행사에는 이창양 산업통상자원부 장관, 경계현 삼성전자 DS부문장(사장), 협력사와 팹리스 관계자 등 100여 명이 참석했다. 경 사장은 인사말에서 “삼성전자는 이번 제품 양산으로 파운드리사업에 한 획을 그었다”며 “핀펫 트랜지스터가 기술적 한계에 다다랐을 때 대안이 될 GAA 기술의 조기 개발에 성공한 것은 무에서 유를 창조하는 혁신적인 결과”라고 평가했다.

삼성전자는 3㎚ GAA 공정을 고성능 컴퓨팅(HPC)에 처음 적용하고, 주요 고객사와 협력해 모바일 시스템온칩(SoC) 등 다양한 제품군으로 확대할 계획이다. 또 화성캠퍼스에 이어 평택캠퍼스까지 3㎚ GAA 파운드리 공정 제품의 생산을 확대해 나갈 예정이다.

박신영 기자 nyusos@hankyung.com