삼성은 GAA 공정으로 3나노 반도체를 생산하고 있습니다.

Question

삼성은 GAA 공정으로 3나노 반도체를 생산하고 있습니다. 이것이 기존 공정에 비해 어떤 점이 좋은지 궁금합니다. 특별히 더 어떤 기술이 필요한가요?

Answer 1

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

삼성의 GAA 공정은 기존 핀펫 공정과 비교하여 다음과 같은 장점이 있습니다.

전력 소모 감소: GAA 공정은 트랜지스터의 게이트가 4면에서 채널을 감싸는 구조이기 때문에, 핀펫 공정보다 게이트의 전하를 더 효율적으로 제어할 수 있습니다. 따라서, GAA 공정은 전력 소모를 더 줄일 수 있습니다.

성능 향상: GAA 공정은 핀펫 공정보다 채널의 폭을 더 좁게 만들 수 있습니다. 따라서, GAA 공정은 트랜지스터의 주파수를 더 높일 수 있고, 이는 성능 향상으로 이어집니다.

면적 감소: GAA 공정은 핀펫 공정보다 트랜지스터의 구조가 간단하기 때문에, 면적을 더 줄일 수 있습니다. 이는 반도체의 밀도를 높이고, 더 작은 크기의 반도체를 만들 수 있습니다.

GAA 공정을 구현하기 위해서는 다음과 같은 기술이 필요합니다.

EUV 노광 기술: GAA 공정은 기존 공정보다 더 작은 트랜지스터를 만들기 때문에, EUV 노광 기술이 필요합니다. EUV 노광 기술은 기존의 ArF 노광 기술보다 훨씬 더 세밀한 패턴을 구현할 수 있습니다.

TSV 공정: GAA 공정은 트랜지스터의 채널이 얇기 때문에, 전원을 공급하기 위해 TSV(Through-Silicon Via) 공정이 필요합니다. TSV 공정은 반도체의 두께를 유지하면서 전원을 공급할 수 있는 기술입니다.

하이케이 패드 공정: GAA 공정은 트랜지스터의 게이트가 4면에서 채널을 감싸기 때문에, 게이트와 채널의 접촉을 더 잘 유지하기 위한 하이케이 패드 공정이 필요합니다. 하이케이 패드 공정은 게이트와 채널의 접촉을 더 단단하게 유지할 수 있는 기술입니다.

삼성은 이러한 기술을 개발하고 적용하여, 세계 최초로 GAA 공정으로 3나노 반도체를 양산하는 데 성공했습니다. GAA 공정은 반도체의 성능과 전력 효율을 크게 향상시킬 수 있는 기술로, 향후 반도체 산업의 발전에 큰 영향을 미칠 것으로 예상됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 박준희 과학전문가입니다.

3나노 2세대 공정은 기존 4나노 공정과 견줘 속도는 22%, 전력 효율은 34% 향상된 것으로 나타났습니다. 반도체가 차지하는 면적(크기)은 기존 대비 21% 축소됩니다. ‘성능(P), 전력(P), 크기(A)’로 불리는 반도체 핵심 경쟁력 모두 상당 부분 개선되는 것입니다. 반도체 공정 미세화는 PPA 개선 성과를 극대화하는 과정입니다.

감사합니다.