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‘초격차’ 삼성, 머리카락 1만분의 5 굵기 나노공정 첫 개발

삼성전자가 5나노미터(㎚) 반도체 공정을 개발하는 데 성공했다고 16일 밝혔다. 또 이달 중으로 반도체 업계 최초로 극자외선(EUV) 기반 7나노 양산 칩을 본격 출하하겠다고 발표했다. 1㎚는 10억분의 1m로, 사람 머리카락(10마이크로미터·㎛) 대비 1만분의 1 굵기다. 이에 따라 차세대 반도체 미세공정을 둘러싸고 삼성전자와 대만 TSMC 간 기술력 싸움도 더욱 치열해질 것으로 보인다.
 
삼성전자가 개발에 성공했다고 밝힌 5나노 미세공정은 기존 불화아르곤(ArF) 대비 뛰어나다는 평가를 받는 EUV 기반 기술이다. EUV는 기존 불화아르곤(ArF) 공정보다 짧은 파장을 이용해 세밀한 반도체 회로를 더 정확하게 그릴 수 있다. 삼성전자는 네덜란드 반도체 장비업체 ASML에서 최첨단 EUV 장비를 들여왔는데, 한 대 가격만 6000억원 안팎이라고 한다.
 
[그래픽=차준홍 기자 cha.junhong@joongang.co.kr]

[그래픽=차준홍 기자 cha.junhong@joongang.co.kr]

5나노 공정 개발 소식을 발표하면서 삼성전자는 “국내 팹리스(설계 전문) 업체들에 각종 설계 인프라를 제공하겠다”며 “팹리스 고객들은 이를 활용해 보다 쉽고 빠르게 제품을 설계할 수 있고, 신제품 출시 시기도 앞당길 수 있다”고 설명했다.
 
삼성전자가 EUV 기반 미세공정에 힘을 쏟는 이유는 비메모리 경쟁력 확보와 직결되기 때문이다. 7나노 공정에서는 TSMC가 불화아르곤 기술을 활용해 삼성전자 파운드리 사업부를 앞섰다. TSMC가 위탁 생산한 화웨이의 스마트폰에 드어가는 애플리케이션 프로세서(AP) ‘기린 980’이 7나노 첫 양산 칩이다. TSMC는 반도체 위탁생산(파운드리) 분야에서 세계 1위 업체로 애플·화웨이가 위탁한 각종 시스템 반도체를 만들고 있다.
 
팹리스(Fabless), 파운드리, 애플리케이션 프로세서(AP), 모뎀 등 각종 비메모리 반도체 분야 중 삼성이 가장 성과를 나타내는 게 일단 파운드리다. 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 삼성전자는 올 1분기(1~3월) 전 세계 파운드리 시장에서 점유율 19.1%를 차지했다. 지난해 상반기(7.4%)와 비교하면 12%포인트 가까이 증가했다. 같은 기간 TSMC는 절반을 넘었던 점유율(56.1%)이 8%포인트 하락해 48.1%로 집계됐다.
 
미세공정이 중요한 이유는 반도체는 회로를 더 얇게 설계할수록, 칩의 크기도 작아져 발열도 낮출 수 있기 때문이다. 전기도 그만큼 적게 써 스마트폰의 경우 덜 뜨거워진다. 삼성전자는 “이번에 개발한 ‘5나노 공정’은 셀 설계 최적화를 통해 기존 7나노 대비 면적을 25% 줄일 수 있다”며 “20% 향상된 전력 효율 또 10% 향상된 성능을 제공한다”고 밝혔다. 
 
김영민 기자 bradkim@joongang.co.kr
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