IBM이 먼저 쏜 2나노…반도체 업계 나노 경쟁 치열

글로벌 반도체업계 '2나노' 전쟁
삼성·TSMC 등도 개발 서두를 듯

IBM 알바니 연구소에서 공개한 2㎚(나노미터) 웨이퍼/제공=IBM

IBM이 반도체 최첨단 미세 공정 기술인 2나노미터(㎚, 10억 분의 1m) 기술을 개발했다고 밝히면서 글로벌 반도체 기업들의 첨단 기술 경쟁이 더욱 치열해졌다.

현재 가장 앞선 반도체 기술은 삼성전자와 대만 TSMC가 보유한 5나노 생산 기술이다. IBM은 2나노 기술을 활용한 반도체를 2024년께 본격적으로 생산할 예정이다. 내년 중 3나노 공정 반도체 양산을 계획하고 있는 삼성전자와 TSMC가 관련 계획을 순조롭게 진행할 경우, 이들 역시 2024년께 2나노 공정 생산에 진입할 수 있을 것으로 보인다. IBM이 2나노 기술 개발 내용을 앞서 발표한 것은 기술력을 과시하고 시장을 선점하려는 의도가 큰 것으로 그만큼 반도체 업계 기술 경쟁이 치열하다는 방증이라는 게 업계 전문가들의 시각이다.

10일 외신 등에 따르면 IBM이 세계 최초로 개발한 2나노미터(㎚) 칩에는 최대 500억개의 트랜지스터를 장착할 수 있다. 현재 양산되고 있는 5나노 칩에 트랜지스터 300억 개가 장착되는 점을 감안하면 독보적 기술이다.

통상 집적도가 높아지면 반도체는 더 작아지고 성능은 높아지는 반면 전력 소모는 줄어든다. IBM은 “현재 가장 발전된 7㎚ 칩보다 45% 더 높은 성능과 75% 더 낮은 에너지 사용을 달성할 것”이라고 소개했다.

다만 IBM이 개발한 기술이 실제 생산으로 이어지기까지는 3년 이상이 걸릴 것으로 보인다. 삼성전자가 지난 2018년 3나노 기술을 개발했지만 실제 양산은 내년이 될 것으로 업계가 예상하는 것과 같은 맥락이다.

IBM이 2나노 기술력을 과시하며 시장 선점 의지를 드러낸 것처럼 반도체 업계의 첨단 공정 경쟁은 점차 치열해지고 있다. TSMC의 경우 당초 4나노 공정 양산을 내년으로 계획했지만, 올 하반기 4나노 생산을 계획한 삼성전자를 의식해 그 시기를 올해 4분기로 앞당겼다.

삼성전자는 파운드리(반도체 위탁생산) 독보적 1위 TSMC를 추격하기 위해 내년 선보이는 3나노 공정에 기존 핀펫(PinPET) 공정이 아닌 차세대 구조인 게이트 올 어라운드(GAA) 펫 공정을 적용하겠다고 계획을 세웠다. TSMC는 GAA 기술을 2나노부터 적용할 것으로 알려졌다.

송명섭 하이투자증권 연구원은 “삼성전자가 GAA 기술을 3나노부터 적용하고 수율도 빨리 올린다면 TSMC와의 격차를 줄일 수 있는 기회가 올 것”이라고 말했다.