"TSMC 보고 있나"…바이든 앞 'GAA 3나노' 뽐낸 삼성전자 [강경주의 IT카페]

[강경주의 IT카페] 50회

양국 정상, 종이 대신 웨이퍼에 서명 '파격'
삼성전자 반도체 기술력 전 세계 홍보 효과
GAA 공정 도입으로 업계 선두 TSMC 맹추격

조 바이든 미국 대통령이 한국을 찾자마자 윤석열 대통령과 함께 삼성전자 평택캠퍼스를 방문했다. 두 정상은 종이 방명록에 메시지를 남기는 관례를 깨고 3나노미터(㎚, 10억분의 1m) 반도체 웨이퍼(Wafer)에 서명을 하는 파격 연출을 선보였다. 미래 경제안보 핵심인 반도체 분야에서 한미 양국이 굳건한 동맹국이라는 점을 강조함과 동시에 삼성전자의 반도체 기술력이 전 세계에 홍보가 됐다는 평가다.

삼성전자가 3나노 웨이퍼 내놓은 이유

20일 오후 오산 공군기지에 도착한 바이든 대통령은 곧장 삼성전자 평택캠퍼스로 향했다. 현장에서 미리 대기하고 있던 윤 대통령을 만난 바이든 대통령은 이재용 삼성전자 부회장의 안내를 받으며 가동 중인 평택 1라인(P1)과 건설 중인 3라인(P3) 등을 시찰했다.

삼성전자는 바이든 대통령에게 곧 양산에 돌입하는 차세대 '게이트올어라운드'(GAA·Gate-All-Around) 기반의 세계 최초 3나노 반도체 시제품을 소개했다. 이 과정에서 두 정상은 종이 대신 3나노 반도체 웨이퍼에 서명을 해 한미 경제 안보 동맹에 방점을 찍었다는 평가가 나오고 있다.

취임 후 한국을 첫 방문한 조 바이든 미국 대통령이 20일 오후 경기도 평택시 삼성전자 반도체공장을 방문, 윤석열 대통령과 대화하고 있다. 뒤편 맨 오른쪽은 이재용 삼성전자 부회장. 사진=연합뉴스

두 정상이 서명한 웨이퍼는 전통적 공정이 아닌 GAA 기술로 제작돼 '한미 기술 동맹'이라는 의미를 극대화했다는 평가가 나온다. GAA는 기존 핀펫(FinFET) 기술보다 칩 면적과 소비전력은 줄이면서 성능은 높인 신기술로, 삼성전자가 세계 최초로 도입했다. 때문에 삼성전자가 TSMC보다 파운드리(반도체 위탁생산) 기술력이 뛰어나다는 점이 강조됐을 것으로 보인다.

핀펫 공정은 상어 지느러미처럼 생긴 차단기로 전류를 막아 신호를 제어한다. TSMC를 맹추격 중인 삼성전자는 3나노 공정에서부터는 핀펫 대신 트랜지스터의 채널과 게이트가 4면에서 맞닿게 하는 GAA 기술로 승부수를 띄웠다.

파운드리 업체 중 10나노 미만의 미세공정 기술력을 갖춘 기업은 삼성전자와 TSMC뿐이다. 3나노에선 GAA를 도입한 삼성전자가 TSMC보다 반 년 정도 앞선 것으로 알려져 있다. TSMC는 3나노 공정에도 기존의 핀펫 기술을 적용했다. TSMC는 2나노부터 GAA를 적용할 예정이다.

TSMC는 당초 지난 2월부터 대만에서 3나노 공정 생산라인을 가동해 오는 7월부터는 3나노 기술이 적용된 인텔, 애플 등의 반도체를 양산할 계획이었지만 수율 확보에 어려움을 겪으며 추후 개발 일정에도 차질이 불가피해졌다.

취임 후 한국을 첫 방문한 조 바이든 미국 대통령이 윤석열 대통령과 20일 오후 경기도 평택시 삼성전자 반도체공장을 방문, 이재용 부회장의 안내를 받으며 공장을 시찰하고 있다. 사진=연합뉴스

파운드리의 미래로 불리는 초미세공정에서 TSMC와 삼성전자가 서로 다른 기술을 택한 만큼 업계에서는 각사의 수율 확보에 관심을 가지고 있다. 이 같은 상황에서 삼성전자가 바이든 대통령에게 3나노 웨이퍼를 내놓으면서 수율 확보에 있어 기술적 난제를 해결했다는 분석이 나온다. 업계에서는 삼성전자의 GAA 공정이 TSMC와의 기술 격차를 단숨에 좁히는 승부수가 될 것으로 보고 있다.

삼성전자는 곧 GAA 기술을 적용한 3나노 1세대 제품 양산을 시작할 예정이다. 특히 이날 방문에는 삼성전자의 주요 고객사인 미국 반도체 기업 퀄컴의 크리스티아누 아몬 최고경영자(CEO)도 동행한 것으로 알려진 만큼 양사의 협력이 한층 강화될 것으로 예상된다.

윤 대통령 "한국 반도체의 심장인 삼성 평택캠퍼스 방문 감사"

미국은 반도체 연구개발, 설계, 장비에서 선두주자이지만 생산시설이 부족하다. 이에 한국과 대만 등 세계 반도체 생산을 주도하는 우방국과 함께 안정적인 반도체 공급망을 구축하고 중국의 추격을 견제하려는 구상을 세웠다. 오는 21일 정상회담에서도 반도체 등 첨단기술 협력이 주요 의제로 논의될 전망이다.

윤 대통령은 바이든 대통령과 삼성전자 평택캠퍼스에서 첫 대면 후 열린 환영 연설에서 "바이든 대통령의 삼성전자 반도체 평택캠퍼스 방문을 계기로 한미 관계가 첨단기술과 공급망 협력에 기반한 경제안보 동맹으로 거듭나기를 희망한다"고 말했다.

이어 "반도체는 자율주행차, AI, 로봇 등 모든 첨단 산업의 필수 부품이자 미래 기술 경쟁력을 좌우하는 핵심 요소"라며 "바이든 대통령의 이번 방문은 반도체가 갖는 경제안보적 의미는 물론, 반도체를 통한 한미 '글로벌 포괄적 전략동맹'의 의미를 되새길 수 있는 좋은 기회가 될 것"이라고 강조했다.

취임 후 한국을 첫 방문한 조 바이든 미국 대통령이 윤석열 대통령과 20일 오후 경기도 평택시 삼성전자 반도체공장을 방문, 이재용 부회장의 안내를 받으며 공장을 시찰하고 있다. 사진=연합뉴스

윤 대통령은 "저는 반도체가 우리 미래를 책임질 국가 안보 자산이라 생각하며 과감한 인센티브와 필요한 지원을 아끼지 않을 계획"이라며 "바이든 대통령께서도 우리 반도체 기업들의 미국 투자에 대한 각종 인센티브의 제공뿐 아니라 미국의 첨단 소재, 장비, 설계 기업들의 한국 투자에도 큰 관심을 가져주시길 부탁드린다"라고 제안했다.

또 윤 대통령은 반도체를 매개로 한 한미 간 협력의 역사를 언급하며 양국 협력의 중요성을 부각했다. 윤 대통령은 "한미동맹의 오랜 역사처럼 한미 반도체 협력의 역사 또한 깊다"며 "이 땅 첫 반도체 기업으로 한미합작의 '한국반도체'가 1974년 설립됐고, 미국 마이크론사와의 기술제휴를 통해 미국 오스틴시, 테일러시에 첨단 파운드리 공장을 설립하기에 이르렀다"고 했다.

그러면서 "미국의 반도체 소재장비 업체들도 한국 투자를 통해 한국 반도체 업체와의 협업을 강화하고 있고 동시에 정부 간 반도체 협력도 활발히 진행되고 있다"며 "바이든 대통령께서 한국 반도체 심장인 삼성전자 평택 캠퍼스에 방문해 주셔서 깊이 감사드린다"고 덧붙였다.

바이든 대통령 "삼성 같은 기업은 우리의 힘"

바이든 대통령은 삼성전자 공장을 둘러본 후 연설에서 "우리의 가치를 공유하지 않는 국가에 의존하지 않는 것이 대단히 중요하다는 것을 알게 됐다"며 "그러기 위해 중요한 건 우리와 가치를 공유하는 국가와 긴밀하게 협력하는 것, 그게 바로 대한민국 같은 국가다"라고 화답했다.

이어 "이제 우리는 공급망을 회복하고 동맹을 더욱 강화해야 한다. 그게 우리의 전략"이라며 "그래서 아시아 국가 중 가장 처음으로 한국을 방문하게 된 것"이라고 의미를 부여했다. 아울러 "한국 같은 민주국가는 삼성 같은 인재를 키워내고, 기술 혁신의 책임 있는 발전을 이끄는 삼성과 같은 기업들은 우리의 힘이 될 것"이라고 말했다.

바이든 대통령은 "우리는 사업 관계를 더 돈독히 하고 더 화합해야 할 것이다. 저와 윤석열 대통령은 앞으로 몇 달간 이를 위한 노력을 이어갈 것"이라며 "한미동맹은 역내 번영의, 전 세계의 중심축"이라고 강조했다. 끝으로 "오늘 삼성 방문은 아주 특별한 일정이다. 양국이 구축할 경제 협력을 상징한다"라고 평가했다.

업계 관계자는 "바이든 대통령의 첫 아시아 순방지, 첫 방문 장소로 삼성전자 평택캠퍼스가 낙점되면서 삼성전자의 반도체 기술력이 자연스레 세계에 홍보가 됐다"고 말했다.

이재용 삼성전자 부회장이 20일 오후 경기도 평택시 삼성전자 반도체 공장을 방문한 윤석열 대통령과 조 바이든 미국 대통령을 환영하는 인사말을 위해 단상에 오르고 있다. 사진=연합뉴스

강경주 한경닷컴 기자 qurasoha@hankyung.com