[제공 삼성전자]

[헤럴드경제 = 김상수 기자]반도체가 전 세계 경제를 뒤흔들 키워드가 되고 있다. 그중에서도 반도체 업계가 가장 치열하게 각축 벌이는 게 파운드리 시장이다. 그리고 파운드리 시장에서 가장 주목받는 신기술이 바로 GAA(Gate All Around)다. GAA를 알아야 반도체 산업 미래를 엿볼 수 있다는 의미다.

20일 업계에 따르면, 삼성전자는 내년 하반기부터 3nm(나노미터, 10억분의 1m) 공정에 GAA를 도입하는 게 목표다. 파운드리 업계 1위인 TSMC는 2023년 하반기부터 이를 도입하겠다고 밝혔다.

이 의미를 파악하려면, 우선 GAA가 왜 중요한지부터 따져볼 필요가 있다. 파운드리는 대표적인 자본 집약적 산업이다. 대규모 설비 투자가 필수인데다 주문에 따른 맞춤형 생산 시스템이기 때문에 대규모 수주를 확보하지 않는 한 섣불리 뛰어들기도 힘들다. 현재 TSMC, 삼성전자가 세계 1, 2위 점유율을 차지하고 있다.

현재 7nm 미세공정에 진입한 업체도 이들 두 업체뿐이다. 그리고 이들 업체가 또다시 후발 업체와 격차를 유지하려 하는데, 그때 등장하는 게 바로 GAA다.

GAA는 반도체 트랜지스터 구조를 개선한 차세대 공정 기술이다. 트랜지스터는 반도체 구성 주요 소자로, 전류 흐름을 조절하는 스위치 역할을 한다. 트랜지스터 성능은 구조물 간 접촉 면적이 좌우하는데, 현재까진 물고기 지느러미 형태의 핀펫(FinFET)까지 구현돼 있다. 하지만, 이 방식으론 극도의 초미세 공정까지 적용하는 데엔 기술적 한계가 있다. 그래서 접촉면적을 4개면으로 확대한 기술이 바로 GAA다.

[출처 TSMC 홈페이지]

삼성전자는 내년 하반기께 GAA를 도입, 3nm 공정을 목표로 삼고 있다. TSMC는 GAA 도입시기를 다소 늦추면서 대신 현 방식으로 3nm 공정을 도입하기로 목표를 세웠다. 두 업체 모두 3nm 목표 시점은 내년 하반기로 유사하지만, 삼성전자는 GAA를 도입한 공정을 추진한다는 게 차이점이다.

TSMC는 기존 우위를 유지하면서 안정적으로 3nm에 나서는 전략이고, 삼성전자는 위험을 감수하더라도 아예 차세대 공정을 앞서 도입, 3nm 이후부턴 TSMC를 앞서겠다는 전략이다. 삼성전자로선 위험을 각오한 승부수를 던진 셈이다.

업계 관계자는 “결국 삼성전자가 성공적으로 GAA를 도입할 수 있는지가 관건”이라며 “GAA를 도입해 3nm 공정을 성공한다면, 그 이후 미세공정 대결에선 삼성전자가 TSMC에 우위를 점할 수 있다는 점에서 GAA 성공 여부에 업계 이목이 쏠리고 있다”고 전했다.