[더구루=오소영 기자] 대만 TSMC가 2023년부터 게이트 올 어라운드펫(Gate All Around FET·이하 GAA) 구조를 적용한 2나노미터(㎚) 대량 양산에 돌입한다. 미세 공정 도입에 박차를 가하며 파운드리 시장 선점을 위한 삼성전자와의 경쟁이 격화되고 있다.
20일 업계에 따르면 TSMC는 GAA 구조를 적용한 2나노 공정을 개발 중이다. 이르면 2023년부터 대량 생산이 예상된다.
TSMC는 지난 4월 발표한 '2019년 실적보고서'에서 2나노 공정 개발에 착수했다고 공식 발표한 바 있다. 타이베이 인근에 짓고 있는 신규 팹에 2나노 라인을 만든다. TSMC는 작년 9월 현지 정부로부터 신규 팹에 대한 환경영향 평가 승인을 받았다.
업계는 특히 GAA 공정 도입에 주목하고 있다. TSMC는 3나노까지 핀펫(Fin-FET) 공정을 적용했었다. 기존 공정으로는 반도체 미세화에 한계가 있다고 판단해 2나노부터 GAA로 바꿨다는 분석이다.
GAA는 전류가 흐르는 게이트 통로를 원통형으로 바꾼 것이 핵심이다. 각형인 핀펫(Fin-FET)은 위·좌·우 3면에서 전류가 흘렀다면 GAA는 원통을 감싸는 모든 면으로 전류가 흐른다. 게이트 통로가 커지는 만큼 전력 효율이 높아지고 성능이 좋아진다.
TSMC는 GAA 공정을 적용한 2나노 양산에 서두르며 삼성전자와의 격차를 벌린다. 파운드리 미세 공정 경쟁은 TSMC와 삼성전자의 양강 구도로 좁혀지고 있다.
극자외선(EUV) 기반 7나노 공정에서는 삼성전자가 빨랐지만 5나노에서는 TSMC가 앞섰다. TSMC는 오는 2분기부터 5나노 공정 기반 애플리케이션 프로세서(AP)칩을 애플 아이폰12에 공급한다. 삼성전자는 하반기부터 화성 V1에서 5나노 제품 양산에 들어간다.
삼성전자는 3나노 공정을 먼저 개발하며 TSMC를 다시 제쳤다. 4나노 공정을 건너뛰고 3나노로 직행할 것이라는 게 업계의 관측이다. TSMC는 지난달 3나노 공장 설비를 설치했다. 양사 모두 2022년 3나노 양산을 계획하고 있다.
한편, 시장조사기관 트렌드포스에 따르면 TSMC는 올 1분기 파운드리 시장 점유율 54.1%를 기록해 선두를 차지했다. 삼성전자는 15.9%로 TSMC에 이어 2위였다.
