GAA(Gate All Around) 차세대 반도체와 삼성전자 vs TSMC

GAA

 

안녕하세요.

오늘은 전 국민이 투자하고 있는 삼성전자 주주로서 차세대 트랜지스터로 각광받고 있는 FINFET의 대체 GAA 공정에 대해 소개해 드립니다.

 

 

◈반도체의 구분

 

반도체는 메모리와 비메모리로 구분할 수 있습니다.

 

메모리 반도체는 고속 동작하는 GPU/CPU와 상대적으로 느린 속도의 HDD/SDD 사이에서 빠른 통로 역할을 수행하며 0과 1의 데이터를 트랜지스터를 통해 Capacitor에 저장 및 읽기 기능을 수행합니다. 모든 사람들이 알고 있듯이 삼성전자가 점유율 1위를 차지하고 있습니다.

 

비메모리 반도체란 단순 저장의 역할이 아닌 System의 동작을 관장하는 정보 처리 기능을 가지는 메모리로 시스템반도체라고도 합니다. 사용자 맞춤형으로 설계 및 생산된다는 특징을 가지고 다양한 설계 기술과 함께 미세공정까지 필요한 고도의 집적회로 구현 기술이 필요하며 대만의 TSMC가 세계 1위 기업입니다.

 

 

◈반도체의 동작원리

 

반도체는 어떻게 동작할까요? 

 

반도체는 저장을 위한 1개의 Capacitor와 저장과 읽기 동작은 제어하기 위한 1개의 트랜지스터로 구성됩니다. 반도체 기술의 핵심은 이 저장소와 스위치 역할을 하는 트랜지스터를 얼마나 작게 만들 수 있는가에 있습니다. 스위치와 저장소가 만들어질 수 있는 최소한의 크기를 나노공정이라고 하며 10 나노 이하의 공정이 DRAM 공정의 한계로 예측하고 있습니다.

 

※SK Hynix에서 소개하는 DRAM과 NAND 의 동작원리

 

 

◈FINFET vs GAA

 

반도체는 저장소인 Cell과 스위치인 트랜지스터를 얼마나 작게 만들고 누설전류를 적게 만드느냐가 관건인 산업입니다. 스위칭 역할을 하는 트랜지스터는 전자가 이동할 수 있는 채널이 짧아지거나 절연물질이 얇아지면 치명적인 신뢰성 문제가 발생합니다.

 

현재 메모리 반도체의 대표적인 트랜지스터 기술은 FINFET(FIN-Field Effect Transistor)입니다. 트랜지스터 Gate의 하부에 생성되는 Channel을 최대한 넓게 배치할 수 있도록 상어의 지느러미(FIN) 형태로 소자를 만든 형태입니다.

 

※FINFET Process 소개영상

 

 

반응형

 

FINFET는 기존 Planar(평면) 트랜지스터의 Short Channel Effect를 혁신적으로 개선하여 Gate 전극의 하단과 좌우 측면을 활용하여 전자를 포집하여 Channel을 형성하는 구조로 현존하는 가장 안정적인 트랜지스터입니다. 

 

하지만 극단적으로 Shrink 된 단단위 나노공정의 트랜지스터를 위해서는 여전히 Leakage와 Gate Oxide 신뢰성을 극복하기 어렵습니다. 이에 대한 대책으로 Gate 전극의 모든 면을 Channel로 활용할 수 있도록 개선한 공정이 GAA 공정입니다. GAA의 약자는 Gate-All-Around로 말 그대로 Gate의 모든 면을 사용하여 전자를 포집한다는 의미입니다.

 

하지만 아래 영상을 통해 만날 수 있는 GAA 트랜지스터는 기존의 반도체 제조 공정으로는 매우 만들어내기 어렵습니다. 삼성이 단 단위 공정 한계를 GAA로 극복할 수 있을지 기대가 되고 대한민국의 한 사람으로 응원하겠습니다.

 

※GAA 트랜지스터 소개영상

 

 

※반도체 공정 개념잡기 (Planar → SOI → FinFET → GAA)

 

 

 

 

지금까지 차세대 트랜지스터 GAA 기술에 대해 알아보았습니다. 지금 삼성전자에 장기 투자하고 계시다면 수익에 대한 절세 방안으로 ISA와 연금계좌를 활용해 보시길 추천드리며 아래 포스팅을 공유드립니다.

 

 

2023.02.10 - [인생을 살아가는 지혜들] - ISA(개인종합자산관리계좌) 100% 활용하기

ISA(개인종합자산관리계좌) 100% 활용하기