레퀴엠의 IT와 일상다반사

삼성이 2030년에는 비메모리 시장에서 세계 1위를 달성하겠다라는 목표를 제시한적이 있습니다.

저는 그 소식을 접했을때 인텔이나 ARM 같은 CPU 시장에서도 1위를 차지하겠다라는 것으로 해석을 했는데 그것이 아니었습니다.

비메모리 시장도 메모리 시장처럼 다양한 사업분야가 있는데 대표적으로 CPU, 모바일 AP, 이미지센서, 파운드리 사업이 있습니다.

그 중 이 소식에서 다뤄볼 주제는 파운드리 사업입니다.

파운드리란 무엇인가?

간단히 말해서 반도체 생산을 대신 해주는 위탁업체입니다.

파운드리 사업은 어떤 제조사가 반도체를 설계한 것을 갖다주면 그 설계도를 토대로 웨이퍼에 회로를 그려주는 역할을 합니다.

간단히 말해 도화지 갖다주면 거기에 밑그림 그려주는 것이라 보면 편합니다.

하지만 대신 그려주는 것도 실력이 있어야 가능합니다. 파운드리는 특히나 특정 제조사가 설계도를 갖다줬을때 그대로 회로를 새겨서 갖다줄수 있는 능력이 있느냐가 굉장히 중요합니다.

흔히 CPU가 14나노이니 7나노이니 하는 것도 제조사가 얼마나 미세한 공정으로 설계했느냐 이며 설계도를 파운드리 업체에게 줬을때 파운드리 업체는 그것을 그대로 반도체 회로에 그려낼 능력이 있어야 합니다.

TSMC가 2022년에 3나노 공정 양산?

파운드리 업체 중에서 독보적인 1위를 달리고 있는 업체는 대만에 위치한 TSMC입니다. 파운드리 전체시장의 거의 50% 가까이 점유하고 있으며 대만 경제에 매우 큰 축을 담당합니다.

한국에서 삼성이 경제에 큰 축을 담당하듯 대만에서는 TSMC가 큰 축을 담당합니다.

그 정도로 굉장히 거대한 규모의 제조사인데 이 TSMC가 파운드리 업체에서 독보적인 1위를 달리고 있는 것은 당연하겠지만 다른 파운드리 업체보다 미세한 공정의 설계 기반의 반도체도 생산해낼 수 있는 능력이 있으며 생산량 또한 어마어마 합니다.

그렇기 때문에 엔비디아나 AMD와 같이 주로 설계만을 하는 업체들은 TSMC 같은 파운드리 업체에게 설계도를 갖다줘서 생산을 위탁하게 됩니다.

파운드리 업체 2위는 삼성입니다만 아직까지 TSMC와 비교하면 기술력의 차이는 어느정도 존재합니다.

이 TSMC가 2022년에는 3나노 공정을 양산한다고 밝혔는데 이는 예상보다 1년 정도 빠른 시기이며 아직까지 다른 제조사가 도달하지 못한 영역입니다.

미세공정으로 설계한 반도체를 생산한다는 것은 굉장히 어려운 일입니다.

회로간의 간격이 점점 좁아지면 공정이 미세화되는 것인데 그렇게 되면 원자가 회로와 회로사이를 통과하는 터널 효과가 발생하기 때문입니다.

전자공학적인 이야기이고 저는 전자공학도가 아니며 저도 찾아보면서 어느정도 이해한 개념이기 때문에 터널효과에 대해 더 이상 설명드리지는 않겠습니다만 확실한건 점점 갈수록 미세화하기는 굉장히 어렵다는 것입니다.

그래서 예전에는 120나노에서 90나노 거기서 65나노 이런식으로 훅훅 넘어갔지만 요즘은 14나노 -> 12나노 -> 10나노 -> 7나노 같이 굉장히 그 미세공정 상승률이 줄어들고 있습니다.

그렇기 때문에 3나노 양산이 가능하다는 것은 굉장한 일임에 틀림 없습니다.

역시 1등 업체는 다르긴 다르다

하드웨어 매니아라면 다 알만한 라데온 HD4770 사건 때문에 이게 전부 다 TSMC 때문이다 라는 밈도 생겼고 그 때문에 저도 TSMC가 굉장히 별것 아닌 회사라고 생각했는데 다시 한번 TSMC에 대해 조사를 해보니 그것이 아니었습니다.

하긴 생각해보니 애플, 엔비디아 심지어 AMD까지 꾸준하게 TSMC의 고객사로 남아있는 이유가 있었습니다.

파운드리 업체에서만큼은 1위를 절대 내주지 않기 위해 끊임없는 투자를 통한 발전을 도모하고 있는데요.

이제 2022년이 되면 3나노 공정의 모바일 AP와 그래픽 카드 그리고 CPU들을 볼 수 있을 날이 머지 않을 것이라 생각합니다.

솔직히 요즘 7나노 공정 정도만 되도 충분하다고 생각했는데 기술의 발전은 한계라는 것을 모르나 봅니다.

이것으로 포스팅 마치겠습니다.