[피스앤칩스]반도체, 옹스트롬 시대로

파운드리 시장서 3나노 승부 본격화
1나노대 양산 계획도 수면 위로
나노 시대 지나 옹스트롬 시대 올까
삼성·TSMC 쫓는 인텔, 옹스트롬 선점 의지

편집자주반도체. 매일 듣지만 설명하려면 도통 입이 떨어지지 않는 개념입니다. 현대 산업의 쌀이라 불릴 정도이니 모르면 안 될 것 같은데, 막상 반도체를 다룬 기사와 책은 어렵기만 해 손이 가지 않습니다. 근데, 알고 보니 반도체 참 재밌는 것 알고 계신가요? 반도체 부품 하나에도 업계 전반의 메커니즘과 국가 간 이해관계가 숨어 있습니다. 다소 불편한 반도체 분야의 숨겨진 맥락과 의미, 피스앤칩스에서 떠먹여 드릴게요. 숟가락만 올려두시면 됩니다.

[아시아경제 김평화 기자] 삼성전자가 메모리 반도체 시장에서 절대 강자로 군림하고 있지만 ‘이 시장’만큼은 예외입니다. 시장을 과점하고 있는 사업자를 쫓아 분주히 뛰고 있죠. 제조 시설을 꾸려 놓고 고객사가 주문한 반도체를 생산해주는 파운드리 말입니다.

시장조사업체 트렌드포스는 올해 2분기 기준 삼성전자 세계 파운드리 시장 점유율이 16.5%라고 밝혔습니다. 1위인 대만 TSMC(점유율 53.4%)와 큰 차이가 납니다. 이에 삼성전자는 TSMC를 따라잡고자 기술 초격차를 앞세우고 있습니다. 올해 기술 난도가 높은 선단(첨단) 공정에서 TSMC보다 앞서 3나노미터(㎚·1㎚=10억분의 1m) 양산에 돌입한 것이 대표 사례죠.

파운드리 시장은 향후 먹거리가 많다는 평가를 받는 만큼 경쟁이 치열한데요, 3나노 시대 개막이 막 이뤄진 상황에서 1나노대 계획이 구체적으로 언급될 정돕니다. 지난 10월 삼성전자는 2027년 1.4나노 양산 로드맵을 공식화했죠. TSMC도 비슷한 시기에 1.4나노 공정을 선보일 수 있다고 하니 5년 안에 1나노대로 접어들 가능성이 커진 상황입니다.

여기서 궁금증이 듭니다. 1나노 시대가 현실화하면 내다볼 수 있는 다음 시대가 있을까요? 반도체 업계에선 ‘옹스트롬(?)’ 개념을 이야기합니다. 옹스트롬은 업계에서 흔히 쓰는 나노미터(㎚·1㎚=10억분의 1m)보다도 작은 단위인데요, 1옹스트롬은 100억분의 1m로 0.1나노와 같습니다. 사람 머리카락 굵기의 100만분의 1 정도라니 쉽게 가늠하기 힘든 미세 단위죠.

반도체 학계와 업계에선 옹스트롬과 관련한 연구 및 개발을 활발히 진행하고 있다고 합니다. 특히 업계에선 지난해 파운드리 시장 재진입을 공식화한 미국 인텔이 옹스트롬을 강조하고 있죠. 인텔은 선단 공정에서 나노미터 대신 옹스트롬 단위를 사용합니다. 2024년 하반기에 1.8나노 공정 진입을 예고하면서 18A라는 표현을 썼답니다. A는 옹스트롬을 의미한다고 하네요.

사실 인텔은 중앙처리장치(CPU)를 포함해 시스템 반도체 분야에선 강자이지만 파운드리에선 삼성전자, TSMC 등 선도 사업자보다 경쟁력이 뒤처진 상황인데요, 이미 경쟁사가 선점한 나노 시대보단 옹스트롬 시대에 승부를 보겠다는 인텔 의도가 드러난 단위 사용이 아닐까 싶습니다.

물론 파운드리 사업자가 옹스트롬 시대를 예고했다고 해서 쉽게 구현될 목표는 아닐 겁니다. 기술 난제도 큰 어려움이지만 미세 공정을 가능케 하는 장비 등 공급망 차원의 지원도 필수이기 때문이죠. 미세 공정에 필수인 첨단 극자외선(EUV) 노광 장비를 공급하는 네덜란드 ASML에선 3나노 이하 공정에 쓰이는 차세대 EUV 장비인 ‘하이 NA’를 2024년에 처음으로 양산하겠다고 예고했는데요, 향후 본격적인 옹스트롬 시대에 접어들면 더 다양한 장비가 모습을 드러낼 것으로 보입니다.

옹스트롬 시대가 나노 시대를 옮겨온 모습일지, 아니면 새로운 강자가 왕관을 차지하는 지각 변동이 일어날지 지켜봐야겠네요.

김평화 기자 peace@asiae.co.kr