2024년 12월, TSMC가 세계 반도체 기술의 최전선을 이끌며 2나노 나노시트 기술 양산화를 코앞에 두고 있다고 발표했습니다. 이 발표는 반도체 관련 학회에서 진행되었으며, TSMC 부사장인 인 미 박사가 직접 나서 2나노 나노시트 기술과 그 성과를 공개했습니다. 이번 발표는 삼성과 TSMC 간 기술 경쟁의 격차를 보여주는 중요한 순간으로 평가되고 있습니다.
나노시트란 무엇인가?
나노시트 기술은 반도체 공정에서 혁신적인 아키텍처로 간주됩니다. 기존 핀펫(FinFET) 기술이 아파트 구조처럼 수직으로 설계되었다면, 나노시트는 개별 트랜지스터 채널 면적을 수평으로 넓혀 전류 흐름과 성능을 크게 향상시킵니다. 이 기술은 IBM 리서치가 2017년에 처음 제안했으며, 이후 TSMC와 삼성 등 주요 기업들이 이를 발전시켜 왔습니다.
TSMC의 2나노 기술: 주요 성과
TSMC의 발표에 따르면, 2나노 나노시트 기술은 전력 소비를 35% 이상 줄이고 성능을 15% 이상 향상시키는 결과를 보였습니다. 또, 트랜지스터 밀도가 이전 세대보다 1.15배 높아졌으며, 저전압에서 24%, 고전압에서 35% 이상의 전력 절감 효과를 제공합니다.
특히, 이번 발표에서 공개된 RDL(재배선층) 설계와 **SHPMIM(슈퍼 하이퍼포먼스 커패시터)**는 신호의 정교한 배분과 효율성을 극대화하는 데 중점을 둔 기술로, 고속 연산이 필요한 AI와 같은 응용 분야에서 큰 이점을 제공할 것으로 기대됩니다.
삼성과의 기술 격차 확대
삼성전자는 TSMC와 함께 2나노 나노시트를 구현할 수 있는 거의 유일한 기업입니다. 하지만 TSMC는 이번 발표로 삼성과의 기술 격차를 더욱 확대하며, 특히 2025년 하반기부터 2나노 양산화에 돌입할 계획을 밝혔습니다. 이는 2026년 출시 예정인 아이폰 18에 적용될 가능성이 높아, 애플과 TSMC의 협력 관계를 더욱 강화할 전망입니다.
DTCO 기술과 미래 전망
DTCO(Design Technology Co-Optimization) 기술은 반도체 설계와 공정을 동시에 최적화하는 전략입니다. 이를 통해 반도체 설계와 생산 공정을 더욱 효율적으로 통합하며, 새로운 반도체 기술 개발에 속도를 내고 있습니다. 특히, TSMC의 이번 발표는 램 확장과 전력 효율 개선 측면에서 큰 진전을 보여, 차세대 반도체 기술 개발에 중요한 기점이 될 것으로 보입니다.
반도체 기술의 최후의 월야천충
TSMC의 2나노 나노시트 기술은 반도체 기술의 무어의 법칙을 완성에 가까운 단계로 끌어올렸습니다. 현 시대 인간이 구상할 수 있는 최첨단 반도체 아키텍처로 평가받으며, 인류가 직면한 반도체 기술의 한계를 넘어서는 중요한 기술로 자리 잡을 가능성이 큽니다.
삼성전자와 TSMC 간의 경쟁은 여전히 치열하게 전개되고 있으며, 양사의 기술 진보는 글로벌 반도체 산업의 패권을 결정지을 핵심 요소로 작용할 전망입니다. TSMC의 이번 기술 혁신이 반도체 산업에 미칠 파급 효과와 삼성의 대응이 주목됩니다.