안녕하세요
IT's 입니다.
오늘은
TSMC를 맹추격하는
삼성전자의 강력한 기술인
3나노 GAA(Gate All Around)에 대해
그리고,
3나노 이후 삼성의 비전에 대해
알아보는 시간을 갖겠습니다.
<TSMC Vs 삼성전자>
대만의 세계 1위 파운드리 기업 - tsmc
2020년 1분기,
점유율 54.1% 전년대비 6% 증가
매출액 전년대비 45% 증가
영업이익 약 5조 2000억 전년대비 100% 증가
증가하는 반도체 수요로 실적이 좋아지는 tsmc.
이런 tsmc에 맞서는
삼성전자 파운드리 사업부.
2020년 1분기,
점유율 15.9% 전년대비 3.2% 감소
매출액 전년대비 15% 증가
영업이익 약 3조 9900억 전년대비 3% 증가
(DS부문 = 메모리 + 비메모리)
반도체 수요 증가로 인해
매출과 영업이익이 증가했지만,
점유율 부분에서 tsmc에 많이 밀리고있습니다.
이를 삼성전자는 어떻게 해결할지
GAA 기술을 통해 알아봅시다.
<미세 공정 기술의 발전>
단채널 효과(Short Channel Effect)
자열 효과(Self Heating Effect)
기생전류(Overlap Capacitance)
임팩트 이온화(Impact Ionization)
양자화 효과(Quantization Effect)
전자포화(Current Saturation)
파운드리 사업이 해결할 위의 문제들.
이를 해결할 기술들
HKMG -> FinFET -> GAA
위 그래프는
파운드리 업체들의 미세공정 기술의 흐름.
HKMG: 인텔(Intel)의 기술 리더십
FinFET: 14나노 진입 가능
EUV: 7나노 진입 가능
GAA(Gate All Around): 3나노 진입 가능
- HKMG 기술 -
반도체 공정 미세화 =>
채널(Channel)길이 감소 =>
전자 누설 증가 => 발열 증가.
이를 해결하기위해,
High K(높은 유전율)라는 신물질 사용.
Gate - Polysilicon(실리콘) -> Metal(금속)
- FinFET 기술 -> GAA기술 -
Gate와 Channel의 만나는 표면적을 넓히면,
전력 효율 증가.
그래서, GAA는
기존 3Gates인 FinFET에서
게이트를 공중에 띄우는 식으로
4면이 모두 채널 형성에 관여할 수 있게 만든 4Gates 방식 입니다.
기존 기술보다 훨씬 많은 전자를
누설 최소화해서 이동시킬 수 있으므로
미래 반도체 공정에
핵심 기술이 될 것으로 예측됩니다.
<최신 미세공정 꼭 필요한가>
IoT 시대,
수많은 제품들 모두 최신 공정이 필요 X.
펩리스 업체와 파운드리 업체 모두
전력 효율, 가격(코스트) 관점에서
가장 효율적인 공정에서 생산한다.
현재, 10나노 이상 공정이
보편적이고 효율적인 공정.
공정이 미세화됨에 따라,
Chip Design Cost(칩 디자인 비용) 기하급수적으로 증가합니다.
펩리스 업체: 칩 디자인 비용 고민
파운드리 업체: 부담스러운 투자비용 +
늘어난 공정 => 생산케파 감소 감내
But,
GAA는
차선단공정인 FinFET 공정과
높은 호환성 + 칩 설계 IP 공유 =>
펩리스 업체의 칩 디자인 비용 크게 절감.
또한,
FinFET에 비해
GAA는
채널 구조 컨트롤 Easy =>
효율적 칩 디자인 가능
수직 멀치채널 구조 =>
소형화 Easy.
<삼성전자가 그리는 3나노 이후 비전>
지금으로부터 몇 십년 전,
FinFET, EUV 또한 그때 당시 최신 선단 공정.
오늘의 최신 선단공정 =>
내일의 효율적인 차선단 공정.
GAA도 결국은 효율적이고 필수적인
공정으로 인식될 것이 분명합니다.
펩리스 업체들(퀄컴, 하이실리콘 등),
5나노 이후 장기적 전략 플랜의
파운드리 업체로 3나노 구현 기술 확보한
삼성전자를 좋은 파트너이자 매력적인 후보.
과연, TSMC와 삼성전자
파운드리 시장에서
역전할지 독식할지 아니면
또 다른 경쟁자가 나올지 기대가 됩니다.
정리하자면,
EUV를 넘어
GAA라는 최신 미세 공정 기술을 통해
삼성은 장기적인 파운드리 시장 선점을
예고하고있습니다.
긴 글 읽어주셔서 감사합니다.
좋은 하루 보내세요.
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