삼성전자, 파운드리 혁신 주도...3나노 공정 공개

3나노 GAA 공정 설계 키트 배포

SAFETM-Cloud 서비스…팹리스 설계지원

신개념 고성능 반도체 구현 현실화

정은승 삼성전자 파운드리 사업부 사장이 14일(현지시간) 미국 산타클라라에서 열린 ‘삼성 파운드리 포럼 2019’에서 기조연설을 하고 있다. ⓒ 삼성전자

3나노 GAA 공정 설계 키트 배포
SAFETM-Cloud 서비스…팹리스 설계지원
신개념 고성능 반도체 구현 현실화

파운드리(반도체 위탁생산) 1위를 목표로 내건 삼성전자가 차세대 3나노 공정을 선보이며 혁신 주도에 나섰다.

삼성전자는 14일(현지시간) 미국 산타클라라 메리어트 호텔에서 ‘삼성 파운드리 포럼 2019’를 개최하고 ‘차세대 3나노 GAA(Gate-All-Around) 공정’과 새로운 고객 지원 프로그램인 ‘SAFETM-Cloud’를 소개했다.

삼성전자는 지난해 GAA를 3나노 공정에 도입하겠다고 공개한데 이어 올해 포럼에서는 3GAE(3나노 Gate-All-Around Early)의 공정 설계 키트(PDK v0.1, Process Design Kit)를 팹리스 고객들에게 배포했다고 밝혔다.

3나노 GAA 공정에서 1세대를 얼리, 이후 성능과 전력이 개선된 2세대를 플러스라고 한다. 3GAE(3나노 Gate-All-Around Early) 다음 공정을 3GAP(3나노 Gate-All-Around Plus)로 볼 수 있다.

공정 설계 키트는 파운드리 업체의 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 있다. 약 50%의 소비전력 감소와 약 35%의 성능 향상 효과가 기대된다.

삼성전자는 3나노 공정에서 독자적인 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 방식이다. 성능과 전력효율을 높이는 것은 물론 핀펫 공정과도 호환성이 높아 기존 설비와 제조 기술을 활용할 수 있다는 장점이 있다.

차세대 3나노 GAA(Gate-All-Around) 구조. GAA 구조는 전류가 흐르는 통로인 원통형 채널 전체를 게이트가 둘러싸고 있어 3면을 감싸는 지느러미 모양의 핀펫 구조에 비해 전류의 흐름을 더 세밀하게 제어할 수 있다. ⓒ 삼성전자

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

삼성전자 SAFETM-Cloud 서비스는 아마존 웹 서비스, 마이크로소프트, 자동화 설계툴(EDA) 회사인 케이던스, 시놉시스와 함께 진행하며 속도와 보안성이 검증된 클라우드 환경을 제공한다.

팹리스 고객들은 SAFETM-Cloud 서비스를 통해 삼성전자와 파트너사들이 제공하는 공정 설계 키트(PDK), 설계 방법론(DM), 자동화 설계 툴(EDA), 설계 자산(라이브러리, IP) 등을 이용해 투자 비용을 줄이고 보다 빠르게 반도체를 제작할 수 있다.

국내 팹리스 업체 가온칩스의 정규동 대표는 “SAFETM-Cloud는 자동화 툴과 공정 정보 등이 미리 구비돼 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.

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

정은승 삼성전자 파운드리사업부 사장은 “반도체 공정과 생산, 패키지 분야의 앞선 기술뿐만 아니라 파운드리 업체와 고객, 파트너가 서로 신뢰하고 비전을 공유하는 것도 매우 중요하다”며 “삼성전자의 기술적 성과와 목표를 공유할 수 있어서 기쁘다”고 밝혔다.

한편 삼성전자는 이날 미국 실리콘밸리를 시작으로 다음달 5일 중국 상하이, 7월 3일 서울, 9월 4일 일본 도쿄, 10월 10일 독일 뮌헨 등 5개 지역에서 삼성 파운드리 포럼 2019를 순차적으로 연다.