삼성, 다음주 3nm 양산 개시

수율이 얼마나 나올지.. 걱정이군요...

현재 최첨단 칩을 제조할 수 있는 독립 파운드리는 두 곳뿐입니다. 회사는 TSMC와 삼성 파운드리입니다. 독립 파운드리는 다른 회사에서 만든 칩 디자인을 가져와 해당 디자인에서 실제 칩을 만듭니다. TSMC와 삼성은 모두 3nm 공정 노드를 사용하여 칩을 구축하기 위해 노력하고 있습니다. 사용되는 프로세스 노드가 작을수록 칩 내부에서 발견되는 트랜지스터의 수가 더 많습니다.

삼성, 이르면 다음주 3nm 양산 발표

이것은 칩에 사용되는 트랜지스터가 많을수록 칩이 더 강력하고 에너지 효율적일 수 있기 때문에 중요합니다. 약 2년마다 프로세스 노드는 점점 작아지고 집적 회로 내부에 더 많은 트랜지스터가 들어갑니다. 이것은 Intel과 Fairchild 반도체 공동 설립자인 Gordon Moore의 이름을 따서 명명된 유명한 "무어의 법칙"입니다. 이것은 실제 법칙이 아니며 점점 더 작은 구성 요소가 구축됨에 따라 이 "관찰"은 더 이상 격년으로 트랜지스터 수를 두 배로 늘릴 수 없다는 것을 기억하십시오.

그러나 시간이 지남에 따라 "무어의 법칙"이 수년 동안 처리 능력의 놀라운 증가를 어떻게 예측했는지 알 수 있습니다. Apple A10 Bionic 칩셋으로 구동되는 2017년 11월에 출시된 iPhone X를 살펴보겠습니다. 후자는 각 칩에 43억 개의 트랜지스터를 탑재했습니다. 이제 A15 Bionic 칩셋을 탑재한 2021년형 iPhone 13 시리즈로 넘어가 보겠습니다. A15 Bionic에는 150억 개의 트랜지스터가 포함되어 있으며, 이는 A14 Bionic 칩에 사용된 118억 개의 트랜지스터보다 27.1% 증가한 수치입니다.
 
따라서 이제 삼성 과 TSMC는 타사용 칩 구축 사업에서 패권을 놓고 다투고 있습니다. TSMC는 대부분의 지표에서 1위이며 고객 목록에는 Apple (1위 고객), MediaTek, Nvidia, Qualcomm 등과 같은 최고의 기술 회사가 포함됩니다. 그러나 ExtremeTech 에 따르면 삼성은 다음 주에 3nm 공정 노드를 사용하여 만든 칩의 대량 생산을 시작하여 곧 TSMC를 제치고 TSMC는 올해 말 3nm 양산을 시작할 것으로 보입니다.

또한 삼성은 GAA 또는 gate-all-around라고 하는 3nm 칩에 새로운 트랜지스터 구조를 사용할 예정입니다. 이 구조에서 전류의 흐름은 4면 모두에서 트랜지스터와 접촉하는 게이트에 의해 제어됩니다. TSMC는 22nm 공정 노드가 등장한 이후로 계속 사용되어 온 FinFET 구조를 계속 사용할 것입니다. TSMC는 2026년 2nm 칩 출하를 시작할 때 GAA용 FinFET을 마침내 폐기합니다.

삼성의 GAA 설계는 나노와이어라고도 알려진 MBCFET(Multi-Bridge Channel Field Effect Transistor)라고 합니다. 이것은 현재 GAAFET 또는 나노와이어로 알려진 두 번째 디자인과 함께 사용할 수 있는 2개의 다른 게이트 만능 디자인 중 하나입니다.

이 보고서는 삼성이 곧 3nm 칩 생산에 대한 주요 발표를 할 것으로 예상된다고 한국의 주요 통신사를 인용했습니다. 또한 FinFet에서 게이트 올 어라운드로 전환하면 칩 면적이 45% 줄어들어 성능이 30% 향상되고 에너지 소비가 50% 감소할 것이라고 합니다. 그러나 큰 문제가 있습니다. 보도에 따르면 삼성은 3nm에서 10~20%의 수율을 얻었는데, 이는 웨이퍼에서 절단된 3nm 칩 다이의 대다수가 품질 관리를 통과할 수 없음을 의미합니다.

지난 2월, 보고서에 따르면 삼성의 4nm 생산 수율은 35%에 불과 하여 삼성이 칩 디자이너 Qualcomm으로부터 일부 사업을 잃었습니다. 후자는 해당 주문 중 일부를 TSMC로 옮겼습니다. 그러나 Samsung Foundry가 3nm 공정 노드에서 HVM(대량 생산) 시작을 발표하려고 하면 Samsung Foundry가 3nm 수율을 개선했다는 결론에 도달할 수 있습니다.

3nm에 대해 Digitimes 는 AMD, Apple, Broadcom, Intel, MediaTek, Nvidia 및 Qualcomm과 같은 TSMC의 주요 고객이 3nm 용량을 위해 대기하기 시작했다고 보고했습니다. 물론 그 다음은 TSMC와 삼성이 작업 중인 2nm 공정 노드입니다. 최첨단 파운드리 목록에 TSMC와 삼성과 함께 또 다른 이름이 포함될 것으로 예상됩니다. 팻 겔싱어 인텔 최고경영자(CEO)는 2025년까지 미국 기업이 삼성과 TSMC로부터 프로세스 리더십을 되찾을 것이라고 발표했다.