삼성전자, 차세대 3나노 GAA 공정 소개…고성능 반도체 구현 현실화

[이뉴스투데이 여용준 기자] 삼성전자가 14일(현지시간) 미국 산타클라라 메리어트 호텔에서 ‘삼성 파운드리 포럼 2019’를 개최하고 ‘차세대 3나노 GAA 공정’과 새로운 고객 지원 프로그램인 ‘SAFETM-Cloud’를 소개했다.

삼성전자는 지난해 GAA(Gate-All-Around)를 3나노 공정에 도입하겠다고 공개한데 이어 올해 포럼에서는 3GAE(3나노 Gate-All-Around Early)의 공정 설계 키트(PDK v0.1)를 팹리스 고객들에게 배포했다고 15일 밝혔다.

3나노 GAA 공정에서 1세대를 3GAE, 성능과 전력이 개선된 2세대를 3GAP(3나노 Gate-All-Around Plus)라고 칭한다.

PDK v0.1는 파운드리 회사의 제조공정에 최적화된 설계를 지원하는 데이터 파일이다. 이를 활용하면 팹리스 업체가 제품 설계를 보다 쉽게 할 수 있어 시장 출시까지 소요 기간을 단축하고 경쟁력을 높일 수 있다.

삼성전자의 3GAE 공정은 최신 양산 공정인 7나노 핀펫 대비 칩 면적을 45% 가량 줄일 수 있으며 약 50%의 소비전력 감소와 약 35%의 성능 향상 효과가 기대된다.

삼성전자는 3나노 공정에서 MBCFETTM(Multi Bridge Channel FET) 기술을 통해 차별화된 이점을 팹리스 고객사들에게 제공할 계획이다. 

MBCFETTM은 기존의 가늘고 긴 와이어 형태의 GAA 구조를 한층 더 발전시켜 종이처럼 얇고 긴 모양의 나노시트를 적층하는 방식으로 성능과 전력효율을 높이는 것은 물론 핀펫 공정과도 호환성이 높아 기존 설비와 제조 기술을 활용할 수 있다는 장점을 가지고 있다.

삼성전자는 자사의 MBCFETTM 기술에 대해 “나노시트 너비를 특성에 맞게 조절할 수 있어 높은 설계 유연성을 갖고 있으며 핀펫 공정과도 호환성이 높아 기존 설비와 제조 기술을 활용해 공정 개발 및 제품 양산 시점을 앞당길 수 있는 장점이 있다”고 설명했다.

삼성전자는 또 팹리스 고객에게 설계 편의를 제공하기 위해 SAFETM-Cloud 서비스를 시작한다고 밝혔다.

삼성전자 SAFETM-Cloud 서비스는 아마존 웹 서비스(AWS), 마이크로소프트, 자동화 설계툴(EDA) 회사인 케이던스, 시놉시스와 함께 진행한다.

AWS와 마이크로소프트는 SAFETM에서 클라우드 환경을 제공하고 케이던스와 시놉시스는 클라우드와 EDA 등의 설계 툴을 함께 제공한다. 

삼성전자는 “팹리스 고객들이 SAFETM-Cloud 서비스를 이용하면 삼성전자와 파트너사들이 제공하는 공정 설계 키트(PDK), 설계 방법론(DM), 자동화 설계 툴(EDA), 설계 자산(IP) 등을 이용해 투자 비용을 줄이고 보다 빠르게 반도체를 제작할 수 있다”고 설명했다.

국내 팹리스 업체 가온칩스의 정규동 대표는 “SAFETM-Cloud는 자동화 툴과 공정 정보 등이 미리 구비되어 있어 신제품 설계에만 집중할 수 있는 준비된 환경”이라며 “클라우드를 이용한 반도체 설계 환경은 중소규모 팹리스 업체에게 더 많은 사업 기회를 제공할 것”이라고 말했다.

한편 이번 포럼에는 글로벌 팹리스 고객과 파트너사 800여 명이 참가해 인공지능(AI), 5G, 자율 주행, 사물인터넷(IoT) 등 4차 산업혁명 시대를 주도할 반도체 기술을 공유했다.

삼성전자 파운드리사업부 정은승 사장은 "반도체 공정과 생산, 패키지 분야의 앞선 기술뿐만 아니라 파운드리 업체와 고객, 파트너가 서로 신뢰하고 비전을 공유하는 것도 매우 중요하다"라며 "이번 포럼을 통해 삼성전자의 기술적 성과와 목표를 공유할 수 있어서 무척 기쁘다"라고 밝혔다.