반도체 칩 속에서 전류의 흐름을 제어해 0과 1의 디지털 신호를 만들어주는 트랜지스터. 반도체 칩이 세대를 거듭해 점점 작아짐에 따라 반도체를 구성하는 트랜지스터도 함께 작아져야만 합니다.

그런데, 전세계 반도체 회사들을 고뇌에 빠트린 난제가 있는데요. 바로 트랜지스터가 너무 작아짐에 따라 게이트가 제 역할을 하지 못해, 전류 조절 기능이 나빠지고 누설 전류가 발생하는 단채널 현상(Short Channel Effect)입니다.

이러한 한계를 극복하기 위해 삼성전자 반도체가 내놓은 해답은 바로 ‘GAA(Gate-All-Around)’ 기술. GAA는 신개념 트랜지스터 구조로, 전류가 흐르는 채널 4개 면을 게이트가 둘러싸는 형태입니다. 마치 수도꼭지 4개가 한꺼번에 달린 것처럼 전류를 쉽게 제어할 수 있어 속도는 빠르게 구현하면서도, 소비전력은 줄일 수 있습니다.

최근에는 팹리스 고객의 다양한 요구에 맞추어 다양한 특성을 구현할 수 있는 삼성전자 반도체만의 독자 기술 MBCFET^TM도 개발했다고 하는데요. 파운드리 게임 체인저로 불리는 GAA 기술과 MBCFET^TM은 어떻게 탄생할 수 있었을까요? 궁금하다면, 지금 영상을 시청해보세요.

The post [반썰어 Ep.6] 파운드리 공정의 초미세화 한계를 극복하는 신의 한 수, 차세대 트랜지스터 ‘GAA’ first appeared on 삼성전자 반도체 뉴스룸.

삼성전자가 ‘Adding One More Dimension’을 주제로 ‘삼성 파운드리 포럼 2021’을 온라인으로 개최했습니다.

삼성전자는 이번 포럼을 통해 ‘GAA 기술 기반 3나노 및 2나노 공정 양산 계획’과 ’17나노 신공정 개발’ 등을 소개하고, 공정기술∙ 라인운영∙ 파운드리 서비스를 한 차원 더 발전시켜, 빠르게 성장하는 파운드리 시장에서 경쟁력을 강화하겠다고 밝혔습니다.

삼성전자 파운드리사업부 최시영 사장은 기조연설에서 “대규모 투자를 통해 생산 역량을 확대하고, GAA 등 첨단 미세공정 뿐만 아니라 기존 공정에서도 차별화된 기술 혁신을 이어갈 것”이라며, “코로나19로 인해 급격한 디지털 전환이 이뤄지고 있는 가운데, 고객들의 다양한 아이디어가 칩으로 구현될 수 있도록 차별화된 가치를 제공해 나갈 것” 이라고 밝혔습니다.

이번 ‘삼성 파운드리 포럼 2021’은 역대 파운드리 포럼 중 가장 많은 500개사, 2000명 이상의 팹리스 고객과 파트너들이 사전 등록하며 높은 관심을 끌었습니다.

GAA 기술 양산 준비 중… 파운드리 미세공정 시장 주도

GAA 기술은 전력효율, 성능, 설계 유연성을 가지고 있어 공정 미세화를 지속하는데 필수적입니다.

삼성전자는 2022년 상반기 GAA 기술을 3나노에 도입하고, 2023년에는 3나노 2세대, 2025년에는 GAA 기반 2나노 공정 양산 계획을 밝히며 차세대 트랜지스터 기술 선점에 대한 자신감을 나타냈습니다.

특히, 삼성전자의 독자적인GAA기술인 MBCFET(Multi Bridge Channel FET) 구조를 적용한 3나노 공정은 핀펫 기반 5나노 공정 대비 성능은 30% 향상되며 전력소모는 50%, 면적은 35% 감소될 것으로 예상됩니다.

또한, 3나노 공정의 경우 안정적인 생산 수율을 확보하며 양산을 위한 준비가 이루어지고 있다고 밝혔습니다.

17나노 핀펫 신공정 개발…응용처 확대 계획도 소개

삼성전자는 비용적인 측면에서의 효율성과 응용 분야별 경쟁력을 갖춘 제품을 제공하기 위해 핀펫 기술을 지속적으로 개선하고 있으며, 이번 포럼을 통해 핀펫 기반 17나노 신공정을 발표했습니다.

17나노 공정은 28나노 공정 대비 성능은 39%, 전력효율은 49% 향상되며 면적은 43%가 감소될 것으로 기대됩니다.

특히, 평면 트랜지스터 기반의 28나노 이상 공정을 주로 활용하는 이미지센서, 모바일 디스플레이 드라이버 IC 등의 제품에도 17나노 신공정을 적용할 수 있어 다양한 응용처로의 확대 가능성도 선보였습니다.

또한, 삼성전자는 기존 14나노 공정을 3.3V 고전압, eMRAM 지원 등 MCU(Micro Controller Unit)에 적용할 수 있는 다양한 옵션을 개발해 IoT, 웨어러블 기기 등 핀펫 공정의 응용처 다변화를 지원하며, 8나노 RF(Radio Frequency) 플랫폼의 경우 5G 반도체 시장에서 6GHz 이하 mmWave 제품에서의 리더십을 확보한다는 계획입니다.

한편, 삼성전자는 파운드리 고객과 파트너사의 생태계 강화를 위한 세이프 포럼(SAFE, Samsung Advanced Foundry Ecosystem)을 11월 온라인으로 개최할 예정입니다.

The post 삼성전자, ‘삼성 파운드리 포럼 2021’ 개최 first appeared on 삼성전자 반도체 뉴스룸.