3나노 공정이란? TSMC 3나노에만 100조 투입

 

[관련기사] 대만 TSMC, 3나노에만 100조 투입…삼성전자 전략은? - 뉴시스

 

기사요약

대만 반도체제조(TSMC)는 지난달 대만 타이난에서 3나노미터(3nm) 공정 양산식을 열고 3나노 공정 투자 규모를 1조8600억원(76조원)으로 확대할 계획을 밝혔다. TSMC는 최근 미국 애리조나주에 있는 3nm 공장 등 2개 공장에 400억 달러를 투자할 계획도 밝혔다. 이는 3nm 공정에 대한 상당한 투자로 기존 제조 기술보다 강력하고 에너지 효율적인 칩 생산이 가능할 것으로 기대된다. 삼성은 선제적 투자와 차별화된 기술력, 신시장 창출 등을 통해 '반도체 초강대국'을 지향하고 있어 특히 3나노 공정을 중심으로 반도체 산업에 대한 투자도 늘어날 것으로 예상된다.

 

반도체 제작에 미세공정이 필요한 이유는?

반도체 마이크로 프로세싱은 매우 다양한 작업을 수행할 수 있는 작고 강력하며 에너지 효율적인 프로세서로 전자 장치를 생성할 수 있기 때문에 필요합다. 이러한 프로세서는 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 및 기타 많은 유형의 전자 장치를 포함한 광범위한 장치에 사용됩니다.

 

나노미터(㎚)는 반도체의 공정기술 첨단화 여부를 가리키는 단위로 1㎚는 10억분의 1m입니다. 나노 공정에선 머리카락 굵기(5만분의 1m)의 2만분의 1 수준의 미세한 회로를 반도체에 그리게 되는데 그만큼 칩의 크기가 작아집니다. 예를즐어 5㎚ 공정에서 제조된 애플의 M1칩 하나엔 트랜지스터 160억 개가 들어갑니다.

 현재 5㎚ 공정이 주력인 삼성전자, TSMC는 차세대 공정인 3㎚ 공정에서 패권을 잡기 위해 치열한 경쟁을 벌이고 있는데요. 선폭이 7㎚→5㎚→3㎚로 한 단계씩 진화할수록 반도체 칩의 전력 효율성이 20%씩 증가하는 것으로 알려져 있습니다.

현재 반도체 마이크로프로세싱 기술 수준은 5nm와 7nm 공정 노드에 있습니다. 이것은 프로세서를 구성하는 트랜지스터들이 5 내지 7 나노미터의 작은 특징들을 허용하는 공정을 사용하여 제조된다는 것을 의미합니다. 이를 통해 매우 강력하고 에너지 효율적인 프로세서를 생산할 수 있지만, 기술이 계속 발전함에 따라 3nm 공정과 같은 더 작은 공정 노드가 개발되고 있습니다.

 

3나노미터 공정이란?

3나노미터(3nm) 공정은 차세대 칩 제조 기술을 의미하며, 현재 사용되고 있는 5nm와 7nm 공정의 뒤를 이을 것으로 예상됩니다. 3나노미터는  7나노(1나노미터는 10억분의 1ｍ)에 비해 성능은 10% 이상 향상되고, 동일 성능일 때 50% 향상된 전력 효율을 제공합니다.

 

3nm 공정에서 트랜지스터(칩의 구성요소를 이루는 작은 스위치)는 크기가 불과 몇 나노미터에 불과한 재료와 구조물을 이용해 만들어지게 됩니다. 이를 통해 기존 제조 기술을 사용해 만든 것보다 강력하고 에너지 효율적이며 트랜지스터가 밀집된 칩을 생산할 수 있을 것으로 기대됩니다.

3나노미터(3nm) 공정의 상용화는 기존 제조기술을 이용해 만든 것보다 강력하고 에너지 효율이 뛰어나며 트랜지스터가 촘촘히 박힌 칩 생산이 가능할 것으로 예상돼 반도체 산업에 큰 영향을 미칠 것으로 예상됩니다. 이것은 더 빠르고 더 효율적인 컴퓨터, 스마트폰, 그리고 다른 전자제품과 같은 광범위한 신제품과 개선된 제품으로 이어질 수 있습니다.

기업들이 3nm 공정이 제공하는 역량을 활용한 신제품과 기술 개발 및 상용화 경쟁을 벌이는 만큼 3nm 공정도 반도체 산업의 혁신을 견인할 것으로 기대됩다. 이는 연구개발 증가는 물론 반도체 산업에 대한 투자 증가로 이어질 수 있습니다.

반도체 기업들이  3나노미터(3nm) 공정 양산에 주력하는 이유는?

반도체 업체들이 3나노미터(3nm) 공정 양산에 주력하는 것은 기존 제조기술보다 강력하고 에너지 효율이 뛰어나며 트랜지스터가 밀집된 칩 생산이 가능할 것으로 예상되기 때문입니다. 이것은 더 빠르고 더 효율적인 컴퓨터, 스마트폰, 그리고 다른 전자제품과 같은 광범위한 신제품과 개선된 제품으로 이어질 수 있습니다.

3nm 공정은 또한 칩을 생산하는 데에 더 적은 단계와 더 저렴한 재료가 필요할 것으로 예상되기 때문에 현재의 제조 기술보다 더 비용 효율적일 것으로 기대됩니다. 이것은 특히 전자 장치에 대한 수요가 계속 증가함에 따라 제조업체에게 더 매력적으로 작용하기 때문입니다.

또한, 기업들이 3nm 공정이 제공하는 역량을 활용한 신제품과 기술 개발 및 상용화 경쟁을 벌이면서 3nm 공정은 반도체 산업의 혁신을 견인할 것으로 기대됩니다. 이는 연구개발 증가는 물론 반도체 산업에 대한 투자 증가로 이어질 수 있습니다.

전체적으로 3nm 공정은 광범위한 전자기기의 성능과 가성비를 크게 향상시킬 수 있는 잠재력을 갖고 있어 반도체 업체들이 이 기술의 양산에 집중하고 있는 이유입니다.

 

기사원문

대만 TSMC, 3나노에만 100조 투입…삼성전자 전략은?