삼성의 2nm 게이트 올 어라운드(GAA) 기술 도입은 반도체 제조 분야의 유망한 도약을 의미합니다.이 공정과 관련된 발전은 주목할 만하지만, 삼성 파운드리 부문 신종신 부사장은 단순히 기술 노드 수를 줄이는 것은 수익성 감소로 이어질 수 있다고 경고합니다.따라서 그는 이러한 첨단 노드의 효율성을 향상시키는 수정 방안을 모색하기 위해 설계 및 공정 통합 최적화(DTCO)라는 방법론을 통해 대안을 모색할 것을 주장합니다.
구조 전환 개선: FinFET에서 GAA로
최근 서울에서 열린 제8회 반도체 산학연 교류 워크숍에서 신종신 대표는 업계의 DTCO(반도체 공정)에 대한 관심 증가에 대해 자세히 설명했습니다.삼성과 경쟁사 TSMC는 설계 및 공정 기술의 동시적 개선을 위해 전담팀을 구성했습니다.
현재 공정 미세화만으로는 10~15%의 성능 향상만 가능합니다.공정 성능 향상이 한계에 도달함에 따라 업계는 DTCO에 주목하고 있습니다.7nm 공정에서는 전체 성능 향상의 약 10%가 DTCO 덕분입니다.3nm 이하 공정에서는 그 비중이 50%에 달할 것으로 예상됩니다.삼성과 TSMC 모두 DTCO 전담팀을 운영하고 있으며, 설계와 공정 개선을 동시에 추진하고 있습니다.
The Elec이 공유한 통찰력에 따르면, DTCO는 엔지니어가 테슬라와 같은 고객의 요청에 따라 설계 변경을 조정하는 동시에 기존 공정 제약을 재고할 수 있도록 지원합니다.삼성은 FinFET에서 GAA 구조로의 전환을 3nm 공정부터 시작했지만, 초기 수율은 기대 이하였습니다.반면, 2nm 노드의 초기 결과는 긍정적인 잠재력을 보여줍니다.
N 노드에서 M 노드로 전환할 경우 성능 향상은 약 15%, 면적 감소도 약 15%입니다.몇 달마다 성능이 두 배로 증가하는 인공지능(AI) 분야와 달리 반도체 공정 세계에서는 1~2%의 차이조차 매우 중요합니다.1~2%의 성능 차이는 공정 선택의 기준이 될 수 있습니다.
삼성은 추가적인 혁신을 추구하기 위해 인공지능을 활용하여 새로운 셀 구성을 자동으로 생성함으로써 면적을 줄이고 에너지 효율을 향상시키고 있습니다.삼성의 연구 결과는 DTCO(시스템-공정 공동 최적화)의 범위를 시스템-공정 공동 최적화(SPCO) 및 시스템-설계-공정 공동 최적화(SDTCO)로 확장하여 전반적인 공정 개선을 더욱 향상시킬 것으로 예상됩니다.
보도에 따르면 삼성은 2세대 2nm GAA 기술의 기본 설계를 성공적으로 완료했으며, 향후 2년 안에 SF2P+로 명명된 세 번째 공정을 출시할 계획입니다.2nm GAA 공정 발전에 대한 이러한 전략적 집중은 삼성이 업계 선두주자인 TSMC와의 직접적인 경쟁보다는 기술 향상을 우선시하여 1.4nm 공정 개발을 연기하기로 한 결정의 배경이 될 수 있습니다.
자세한 내용은 The Elec 을 참조하세요.
Wccftech 에서 이 개발에 대해 자세히 알아보세요.
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