삼성전자, 완전자율주행차 핵심 5㎚급 반도체와 7㎚급 파운드리 공정 알아보기

삼성전자, TSMC 제치고 테슬라와 자율주행칩(5nm 반도체) 개발 협력

5㎚급 반도체와 7㎚급 파운드리 공정이란 무엇인가요? 

반도체는 전자기기에 필수적인 부품으로, 전기 신호를 제어하거나 저장하는 역할을 합니다. 반도체는 트랜지스터라는 작은 스위치로 구성되어 있으며, 트랜지스터의 개수와 성능이 반도체의 성능을 결정합니다. 트랜지스터는 게이트, 채널, 소스, 드레인으로 이루어져 있으며, 게이트의 길이가 트랜지스터의 크기를 나타냅니다. 게이트의 길이가 짧을수록 트랜지스터는 작아지고, 전력 소모가 줄어들며, 신호 전달 속도가 빨라집니다. 따라서 반도체는 게이트의 길이를 줄여서 더 많은 트랜지스터를 한 칩에 집적할 수 있게 되면서 성능이 향상됩니다.

반도체의 공정은 반도체를 제작하는 과정을 의미합니다. 반도체 공정은 크게 웨이퍼 제조, 회로 형성, 패키징으로 나눌 수 있습니다. 회로 형성 공정은 웨이퍼에 미세한 회로 패턴을 그려서 트랜지스터를 만드는 과정입니다. 이 과정에서 가장 중요한 역할을 하는 것이 노광 기술입니다. 노광 기술은 마스크라는 패턴을 가진 필름을 웨이퍼 위에 올려놓고, 광원을 비추어 웨이퍼에 패턴을 옮기는 기술입니다. 광원의 파장이 짧을수록 더 세밀한 패턴을 그릴 수 있습니다.

 

반도체 공정의 단위는 나노미터 (nm)로 표현됩니다. 이는 트랜지스터의 게이트 길이를 나타내는 것으로, 1nm는 1억분의 1미터입니다. 

삼성전자는 최근 5nm EUV 공정 개발에 성공했습니다. EUV(극자외선)는 파장이 13.5nm인 광원으로, 기존의 불화아르곤(ArF) 광원보다 14배나 짧은 파장을 가집니다. 이를 이용하면 보다 세밀한 회로 패턴을 웨이퍼에 그릴 수 있습니다. 삼성전자의 5nm EUV 공정은 7nm EUV 공정보다 트랜지스터 밀도가 25% 증가하고, 전력 소모가 20% 감소하며, 성능은 10% 향상된다고 합니다.

파운드리 공정은 반도체 위탁 생산 서비스를 의미합니다. 

즉, 반도체 설계 회사가 자신들의 칩 디자인을 파운드리 회사에 주문하면, 파운드리 회사가 그 디자인대로 칩을 생산해주는 것입니다. 파운드리 공정은 반도체 공정과 동일한 단위로 표현됩니다. 

삼성전자는 파운드리 시장에서 TSMC와 경쟁하고 있으며, 최근에는 7nm 및 6nm 파운드리 공정에서 양산을 본격화했습니다. 또한 3nm GAA(Gate-All-Around) 공정 설계 키트를 팹리스 고객들에게 배포하며, 차세대 반도체 기술을 선도하고 있습니다.

이상으로 완전자율주행차 핵심 칩에 들어가는 5㎚급 반도체와 7㎚급 파운드리 공정에 대해 알아보았습니다.