요즘 가장 뜨거운 시장이 어디냐는 질문을 받으면 반도체 시장이라고 대답할 사람들이 많을 것 같습니다.

엔비디아의 ARM 인수, 미중 분쟁과 TSMC의 성장, 삼성전자의 고군분투 등 많은 키워드들이 이를 반증해주는데요.

오늘은 이 중에서도 TSMC와 삼성전자의 2파전과 관련이 큰 반도체 나노 공정에 대해 얘기를 해볼까합니다.

삼성전자와 TSMC, 둘의 공통점이라 한다면 파운드리 시장에서 잘나가는 기업들이라는 것인데, 그 기반에는 그들의 전매특허 "나노 공정"이 있습니다.

실제로 전세계에서 7나노 이상의 공정을 운영하는 곳은 삼성전자와 TSMC밖에 없습니다.

그렇다면 나노 공정이 무엇이고, 도대체 왜 이게 그들의 강력한 경쟁력이 되는지 궁금해집니다.

현재 상용화 된 수준의 7나노 공정을 예로 들어 설명하자면, 반도체의 선로 하나의 선폭이 7nm라는 말입니다.

나노미터(nm)는 10억분의 1미터로 너무 작아서 일반적인 기술로는 제작이 불가능합니다. 그래서 극자외선(EUV)를 쏴서 회로를 새기듯이 제작하게 됩니다.

극자외선 설비는 굉장히 비싸고 높은 기술력을 요구합니다. 이 설비를 포함한 요즘 수준의 나노 공정을 가진 기업이 삼성전자와 TSMC 둘 뿐이라는 얘기입니다.

선로의 선폭이 이렇게 가느다란 게 뭐가 좋은 걸까요?

선폭이 좁으면 우선 회로 크기가 줄어들게 됩니다. 그래서 소비전력이 줄어들고, 그만큼 열이 덜 발생합니다.

사실 반도체가 크면 성능은 좋아지지만, 그만큼 소비전력과 열이 많이 발생하고, 또 그걸 냉각하기 위해 전력을 더 쓰게 되고, 또 열이 발생하는 악순환이 반복됩니다.

또한 작게 만들수록 반도체의 원재료를 아낄 수 있다는 것도 장점입니다.

그래서 반도체 업계에서는 1나노미터를 앞서나가면 된다는 말이 있습니다.

그런데 요즘 뉴스들을 보면 2021년에는 4나노 공정, 22년에는 3나노 공정, 24년까지 2나노 공정을 개발하겠다는 계획들을 볼 수 있습니다.