[한국 경제 뉴스] 삼성전자 업계 최초 7나노(nm) 극자외선(EUV) 3차원 적층 성공

안녕하세요~ 미미니모입니다.

13일 삼성전자 업계 최초 7나노(nm) 극자외선(EUV) 시스템 반도체에 3차원 적층 패키지 기술인 'X-Cube(eXtended-Cube)'를 적용한 테스트칩 생산에 성공했다고 밝혔습니다.

극자외선(EUV)이 필요한 이유

반도체 칩 제조 분야에선 웨이퍼 위에 극도로 미세한 회로를 새겨 넣는 것이 필수입니다. 그래야만, 트랜지스터와 콘덴서 등의 소자들을 300mm의 제한된 웨이퍼 공간에 더 많이 집적하고, 성능과 전력 효율 또한 높일 수 있기 때문입니다.

새로운 EUV 스캐너의 빛 파장은 기존 대비 10분의 1 미만에 불과하여 더 미세하고 오밀조밀하게 패턴을 새길 수 있습니다. 기존에는 미세회로를 만들기 위해서 수차례 노광 공정을 반복해야 했지만, EUV 장비로 공정 단계를 줄일 수 있어서 생산성도 획기적으로 높일 수 있었습니다.

'반도체 비전 2030 선두자 삼성전자'

'X-Cube'는 전공정을 마친 웨이퍼 상태의 복수의 칩을 위로 얇게 적층해 하나의 반도체를 만드는 기술입니다. 시스템 도체는 일반적으로 CPU, GPU, NPU 등의 역할을 하는 로직 부분과 캐시메모리(Cashe memory) 역활을 하는 SRAM부분을 하나의 칩에 평면으로 나란히 배치해 설계합니다.

*CPU(Central Processing Unit)

중앙처리장치로, 컴퓨터의 정중앙에서 모든 데이터를 처리하는 장치입니다. 우리 몸의 두뇌에 해당합니다.

*GPU(Graphics Processing Unit)

컴퓨터 그래픽을 처리하는 장치입니다.

*NPU(Neural Processing Unit)

인공신경망 장치로 우리의 뇌처럼 스스로 학습하고 처리하는 장치입니다.

*캐시메모리

자주 하는 작업이나 동작을 저장해두는 임시 기억공간으로 주기억장치인 DRAM을 통하지 않고 빠른 작업을 가능하게 합니다.

'X-cube' 기술은 로직과 SRAM(Static Random Access Memory)을 바탕으로 설계/생산해 위로 적층하기 때문에 전체 칩 면적을 줄이면서 고용량 메모리 솔루션을 장착할 수 있어서 고객의 설계 자유도를 높일 수 있습니다. (삼성전자의 반도체 수요는 삼성내에서 50% 외부 50%를 차지하고 있습니다.) 또한, 실리콘관통전극(TSV) 기술을 통해 시스템반도체의 데이터 처리속도를 획기적으로 향상 시킬 수 있고, 전력효율도 높일 수 있습니다.

*TSV(Through Silicon Via)

와이어를 이용해 칩을 연결하는 대신 칩에 미세한 구멍을 뚫어 상단 칩과 하단 칩을 전극으로 연결하는 패키징 기술로 속도와 소비전력을 크게 개선할 수 있습니다.

이 외에도 위아래 칩의 데이터 통신 채널을 고객 설계에 따라 자유자재로 확장할 수 있고, 신호 전송 경로 또한 최소화할 수 있어서 데이터 처리속도도 극대화할 수 있다는 장점이 있습니다.

이 기술은 슈퍼컴퓨터, 인공지능, 5G 등 고성능 시스템반도체를 요구하는 분야는 물론이거니와 스마트폰과 웨어러블 기기의 경쟁력을 높일 수 있는 핵심 기술로 활용될 것으로 예상됩니다.

글로벌 팹리스 고객은 삼성전자가 제공하는 'X-cube' 설계방법론(Design Methodology)과 설계툴(Design Flow)을 활용하여 EUV 기술 기반 5, 7 나노(nm) 공정 칩 개발을 바로 시작할 수 있습니다. 특히, 이미 검증된 바 있는 삼성전자의 양산 인프라를 이용할 수 있기 때문에 개발 오류를 빠르게 확인하면서 칩 개발 기간을 줄일 수 있습니다.

삼성전자 파운드리 사업부 마켓전략팀 강문수 전무는 "EUV 장비가 적용된 첨단 공정에서도 TSV 기술을 안정적으로 구현해냈다"며 "삼성전자는 반도체 성능 한계 극복을 위한 기술을 지속 혁신해 나가겠다"라고 밝혔습니다. 8월 16일부터 18일까지 온라인으로 진행되는 HP&AI 등 고성능 반도체 관련 연례 학술 행사인 '핫 칩스(Hot Chips) 2020'에서 'X-Cube'의 기술 성과를 공개할 계획입니다.

'X-Cube'

미미니모 의견

삼성전자는 2030년까지 시스템 반도체에 133조 원 투자하여, 파운드리(반도체 수탁 생산) 세계 1위 TSMC와 격차를 좁히기 위해 노력하고 있습니다. 퀄컴과의 협력, 갤럭시 노트 20 및 갤럭시 폴드 2 등의 뉴스로 인해 삼성전 자과 좋은 성과를 내면서 주가도 상승하는 모습을 보여주었으면 좋겠습니다.

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