2나노 – 포커스온경제 통합 검색

전체기사보기
2024-11-25 (월)

검색

대만 TSMC, 내달 미국 공장서 4나노 공정 제품 첫 정식 생산 예정

세계 최대 파운드리(반도체 수탁생산) 업체인 대만 TSMC가 오는 12월 미국 애리조나 공장에서 첨단 4㎚(나노미터·10억분의 1m) 공정 기술을 채택한 웨이퍼를 정식 생산할 예정이다. 연합보 등 대만언론들은 4일(현지시간) 소식통을 인용해 TSMC가 내달 초 애리조나 피닉스의 21팹(fab·반도체 생산공장)의 1공장 완공식을 거행한 후 TSMC 4나노 기술을 채택한 12인치(305㎜) 웨이퍼의 정식 생산에 들어가고 양산 시점은 내년 1분기 예정이라고 보도했다. 애리조나 공장은 TSMC가 처음 해외에 설립하는 12인치(300㎜) 웨이퍼 공장으로 클린룸 면적이 일반 로직(시스템) 반도체 공장의 2배에 달하는 메가 팹(Mega Fab) 설계를 채택한 것으로 알려졌다. TSMC는 2020년부터 미국 애리조나주 피닉스에 400억달러를 투자해 두 곳의 생산공장을 짓기 시작했다.TSMC의 애리조나 1공장(Fab 21 P1)은 지난 9월부터 4나노 공정 가동에 들어갔으며 첫 고객사는 애플로 알려졌다. 2공장(Fab 21 P2)은 3나노 공정으로 예정돼 있었으나 4나노 주문이 폭증하자 일단 4나노 공정으로 운영하다가 3나노 공정으로 전환할 계획이다. TSMC에 따르면 애리조나 공장 면적은 약 445㏊(헥타르·1㏊는 1만㎡)로 1기 공정(1공장)은 올해 하반기 4나노 양산 예정이었으나 내년 1분기로 일정이 미뤄졌다. 2기 공정은 2026년부터 3나노 생산 예정이었으나 2028년으로 연기됐다. 3기 공정은 2나노 또는 A16(1.6나노급) 공정을 도입할 예정이며 2030년 양산 계획이 잡혀 있다. 한편 지난 25일 트럼프 전 대통령은 TSMC, 삼성전자 등 미국에 공장을 짓는 반도체 기업에 보조금을 지급하는 반도체법을 정면 비판하며 관세 부과 압박으로 글로벌 기업이 미국에 공장을 짓도록 만들어야 한다고 주장했다. TSMC는 미국에 650억달러를 투자하고 66억달러의 보조금을, 삼성전자는 440억달러를 투자하고 64억달러의 보조금을 받기로 돼 있다. 트럼프 전 대통령이 미국 제조업 육성을 위해 기업의 법인세를 현행 21%에서 15%로 낮추겠다고 했기 때문에 TSMC가 여전히 미국에 공장을 지을 긍정적 유인이 있다는 평가도 나온다. 경제일보는 이와 함께 트럼프의 대선 승리시 TSMC가 미국 애리조나주에 4공장, 심지어 5공장, 6공장 건설계획을 한꺼번에 발표함으로써 차기 대통령의 체면을 세워줄 수 있다고 보도했다. 신문은 정통한 소식통을 인용해 미국 애리조나주에 있는 TSMC 1공장 로비에는 전체 부지 내 6개 생산라인의 모형도가 전시돼 있으며 이는 이미 발표한 1~3공장 외에 4~6공장의 확장 계획까지 준비 중임을 의미한다고 전했다.
- IT/바이오
2024-11-04
TSMC, 2나노 웨이퍼 가격 3만 달러…4·5나노의 2배 "초격차 전략"

세계 최대 파운드리(반도체 수탁 기업) 기업인 대만 TSMC가 차세대 2나노미터(nm) 공정 웨이퍼 가격을 장당 3만 달러(약 4039만 원)로 책정하며 반도체 업계에 파란을 일으켰다. 8일 공상시보 등 대만 언론은 소식통을 인용하여 TSMC가 2025년 양산 예정인 2나노 공정 제품에 대해 이와 같은 가격 정책을 확정했다고 보도했다. 이는 기존 4나노 및 5나노 웨이퍼 가격(약 1만5000달러)의 두 배에 달하는 수준으로, TSMC의 압도적인 기술력에 대한 자신감을 여실히 드러낸 것으로 풀이된다. 업계 전문가들은 TSMC의 이러한 가격 책정이 첨단 웨이퍼 시장에서의 독점적 지위를 공고히 하고, 기술 리더십을 더욱 강화하려는 전략의 일환으로 분석하고 있다. 실제로 TSMC는 2나노 공정 개발에서 경쟁사들을 압도하며 기술적 우위를 확보한 것으로 평가받고 있다. 이에 앞서 TSMC는 지난 8월, 전 세계적인 인공지능(AI) 열풍에 힘입어 주력 제품인 3나노 및 5나노 공정 제품 가격을 8% 인상했다. 이번 2나노 웨이퍼 가격 책정은 AI 및 고성능 컴퓨팅(HPC) 분야의 폭발적인 성장과 맞물려 TSMC의 매출 증대에 크게 기여할 것으로 전망된다. 대만 언론은 AI와 HPC가 첨단 공정 및 패키징 기술 수요를 견인하며 향후 5년간 파운드리 산업 성장의 핵심 동력이 될 것으로 내다봤다. 올해 전 세계 파운드리 시장 규모는 전년 대비 14% 증가한 1591억 달러(약 214조2000억원)에 이를 것으로 예상되며, 2025년에는 1840억 달러(약 247조7000억원), 2029년에는 2700억 달러(약 363조 5000억 원)까지 성장할 것으로 전망했다. nm(나노미터)는 반도체 회로 선폭을 나타내는 단위로, 선폭이 좁을수록 소비 전력이 감소하고 처리 속도는 향상된다. 현재 양산 기술의 최첨단은 3나노 공정이며, TSMC는 2나노 공정에서도 선두 자리를 굳건히 지키며 반도체 업계의 '초격차'를 이어갈 것으로 기대된다.
- IT/바이오
2024-10-08
TSMC, '2나노' 가오슝 공장 내년 가동⋯차세대 노광장비도 곧 도입

세계 최대 파운드리 기업인 대만 TSMC가 남부 가오슝(高雄)에 건설하고 있는 첨단 2나노 1·2 공장이 내년 가동될 예정인 것으로 알려졌다. 자유시보 등 대만언론들은 18일(현지시간) 소식통을 인용해 이같이 보도했다. 보도에 따르면 TSMC는 오슝 난쯔 과학단지에 2나노 공장 3곳을 건설할 계획으로, 해당 1·2공장(PI, P2)이 각각 2025년 1분기와 3분기에 운영을 시작할 예정인 것으로 전해졌다. 아울러 해당 단지에 4공장과 5공장 증설 여부를 평가 중이고, 해당 공장에서 1.4나노 공정이 배치될 가능성이 높다고 덧붙였다. 또 내년 상반기 4나노 공정 제품을 양산할 예정인 미국 애리조나주 피닉스 1공장의 수율이 지난달 말까지 70%를 넘어서면서 남부 타이난의 남부과학단지 내 18 팹(fab·반도체 생산공장)과 비슷한 수준에 도달한 것으로도 전해졌다. TSMC는 글로벌 파운드리 시장 1위 자리를 굳건히 하고 있는 상황에서 최선단공정 제조에 필요한 '하이 NA EUV' 노광장비도 이달 말 도입하기로 했다. 당초 예정했던 시기보다 1분기 이상 빠르게 앞당기면서 초미세공정 두고 주도권을 다투는 삼성전자보다 한 발 빠른 행보를 보이고 있다. 인텔이 파운드리 사업에서 극심한 부진을 겪으면서 TSMC가 경쟁에서 발 빠르게 치고 나갈 수 있는 환경도 갖춰진다. 반면 삼성전자는 3년 뒤에나 해당 장비를 확보할 것으로 전해져 설치부터 가동까지 최적화 작업에 상당한 시간이 소요된다는 점에서 도입 시기를 앞당기는데 주력할 것으로 보인다.
- IT/바이오
2024-09-19
오픈AI 등 글로벌 테크기업, TSMC 1.6나노 공급 쟁탈전…차세대 AI 주도권 노린다

세계 최대 파운드리(반도체 위탁생산) 업체인 대만 TSMC가 오는 2026년 하반기 양산 예정인 1.6㎚(나노미터·10억분의 1m) 반도체칩에 대한 수요가 벌써부터 대기상태에 돌입한 것으로 알려졌다. 3일(현지시간) 대만 연합보에 따르면 애플이 TSMC의 1.6㎚ 공정인 A16 기술을 활용한 첫번째 칩 생산을 예약한 데 이어 '챗GPT' 개발사인 오픈AI도 예약 명단에 이름을 올렸다. A16 기술은 칩 뒷면을 통해 전력을 공급하고 차세대 나노시트 트랜지스터를 탑재해 성능을 높인 것이 특징이다. 최근 수요가 급증하는 인공지능(AI) 칩 고객을 겨냥해 개발됐다. TSMC는 개별 고객사에 관해 언급하지 않는다는 입장이지만, 업계는 오픈AI가 엔비디아에 대한 의존도를 낮추려 주문형 반도체(ASIC) 개발에 적극적으로 나선 만큼 차세대 공정 확보는 자연스러운 수순이라고 보고 있다. 현재 오픈AI는 ASIC 칩 개발을 위해 미국 반도체 설계 기업 브로드컴, 마벨 등과 협력하고 있는데, 브로드컴과 마벨 역시 TSMC의 고객이다. 따라서 오픈AI와 이들 기업이 협력해 개발한 ASIC 칩은 TSMC의 3㎚ 공정과 이후 1.6㎚ 공정에서 순차적으로 생산될 전망이다. TSMC는 지난 4월 앞서 밝힌 2025년 2㎚와 2027년 1.4㎚ 로드맵 중간에 1.6㎚ 공정을 적용하겠다고 깜짝 발표했다. TSMC는 "AI 칩 업체들의 수요로 예상보다 빨리 새로운 A16 칩 제조 프로세스를 개발했다"며 "A16은 칩 뒷면에서 전력을 공급할 수 있어 AI 칩의 속도를 높일 수 있다"고 설명했다. 케빈 장 TSMC 사업개발담당 수석부사장은 당시 구체적인 고객사는 언급하지 않고 "스마트폰 제조업체보다 AI 칩 제조업체가 이 기술(A16)을 가장 먼저 채택할 가능성이 높다"며 "AI 칩 제조 기업들은 칩 설계를 최적화해 그 성능을 극대화하려고 하고 있다"고 말했다. 2년 뒤 예정된 공정에 큰손 고객들이 줄을 서면서 TSMC가 미세공정 경쟁에서 주도권을 쉽게 뺏기지 않을 것이란 평가가 나온다. 삼성전자는 TSMC와 유사하게 내년 2㎚, 2027년 1.4㎚ 공정 양산을 계획하고 있으나, 3㎚ 이하 공정에서 여전히 대형 고객사 수주에 어려움을 겪고 있다. 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 올 2분기 TSMC의 세계 파운드리 시장 점유율(매출 기준)은 62.3%, 삼성전자 11.5%, 중국 SMIC 5.7% 순이다. 3년 전 파운드리 사업에 재도전장을 낸 인텔은 당초 올해 말 1.8㎚ 공정을 양산한다는 계획이었으나, 실적 부진으로 파운드리 사업을 축소하거나 분리·매각하는 방안을 검토 중인 것으로 전해졌다.
- IT/바이오
2024-09-03
삼성전자, 업계 최박형 12나노급 모바일 D램 양산 개시…초슬림 기기 설계 혁신 이끌어

삼성전자는6일 업계 최소 두께를 자랑하는 차세대 모바일 D램, 12나노급 LPDDR5X D램 12GB(기가 바이트) 및 16GB 패키지의 양산을 시작한다고 발표했다. 이번 신제품은 두께가 단 0.65mm에 불과해, 현존하는 12GB 이상 LPDDR D램 중 가장 얇은 초박형 솔루션이다. 삼성전자는 독보적인 반도체 기술력을 바탕으로 업계 최소 크기의 12나노급 LPDDR D램을 4단으로 적층하고, 첨단 패키지 기술 및 ECM 기술을 최적화해 이러한 혁신을 이뤄냈다. 이를 통해 기존 제품 대비 두께를 약 9% 감소시키고 열저항은 21.2% 개선하는 쾌거를 달성했다. 특히, 웨이퍼 박판화 기술인 백랩(Back-lap) 공정을 극대화해 궁극의 슬림함을 구현한 점이 주목할만하다. 모바일 D램은 저전력, 고성능, 고용량 특성은 물론, 얇은 패키징 기술 또한 중요한 경쟁력으로 꼽힌다. 최근 모바일 기기의 초슬림화 및 고성능화 추세에 발맞춰 모바일 D램 역시 점점 얇아지고 있다. 이는 곧 기기 내부 발열 관리에도 직결되는 문제다. 삼성전자의 이번 신제품은 얇아진 두께만큼 확보된 여유 공간을 통해 원활한 공기 흐름을 유도하고 기기 내부 온도를 효과적으로 제어한다. 일반적으로 고성능이 필요한 온디바이스 인공지능(AI)은 발열 때문에 기기 온도가 일정 구간을 넘기면 성능을 제한하는 온도 제어 기능이 작동한다. 이번 제품을 탑재하면 온디바이스 AI 구동 시 발생하는 발열 문제를 해결해, 속도와 화면 밝기 저하 등 기기 성능 저하를 최소화하고 사용자 경험을 극대화할 수 있다. 시장조사기관 옴디아는 고성능 스마트폰에 탑재되는 모바일 D램의 유닛당 용량이 2028년까지 약 2배 이상 증가할 것으로 전망했다. 이제 LPDDR D램은 모바일을 넘어 AI 가속기, PC, 전장 등 다양한 분야에서 핵심 메모리 솔루션으로 자리매김하고 있다. 삼성전자는 이번 0.65mm 모바일 LPDDR5X D램을 모바일 애플리케이션 프로세서 및 모바일 제조사에 신속하게 공급해 저전력 D램 시장의 지배력을 강화할 방침이다. 더 나아가, 6단 구조 기반 24GB 및 8단 구조 32GB 모듈 역시 업계 최박형 LPDDR D램 패키지로 개발해 기술 리더십을 공고하 할 계획이다. 배용철 삼성전자 메모리 사업부 상품기획실장은 "고성능 온디바이스 AI 시대의 도래와 함께 LPDDR D 램의 성능 향상 뿐만 아니라 효율적인 온도 제어 역량 또한 중요한 화두로 떠올랐다" 며 "삼성전자는 시장의 지석적인 초박형 저전력 D램 개발과 고객 맞춤형 솔루션 제공을 통해 시장의 요구에 부응하고 혁신을 선도해 나갈 것이다"라고 밝혔다.
- IT/바이오
2024-08-06
삼성전자, 반도체 2분기 영업익 6.5조원…TSMC 넘어섰다

삼성전자가 '메모리 반도체 혹한기'를 극복하고 화려하게 부활했다. 올해 2분기 반도체 사업에서만 6조원이 넘는 영업이익을 달성하며 반도체 시장의 반등을 이끌었다. 특히 최근 급성장한 인공지능(AI) 시장이 메모리 반도체 수요를 견인하며 가격 상승을 이끌었고, 이는 삼성전자 반도체 부문의 실적 개선을 넘어 전체 실적을 끌어올리는 견인차 역할을 톡톡히 했다. 메모리 반도체 업황 부진으로 지난해 어려움을 겪었던 삼성전자는 올해 들어 감산 효과와 AI 시장 확대로 반도체 수요가 회복되면서 실적 반등에 성공했다. 특히 챗GPT 등 생성형 AI 서비스 확산으로 고성능 메모리 반도체인 HBM 수요가 급증하면서 삼성전자의 반도체 사업은 새로운 성장 동력을 확보했다는 평가다. 이러한 반도체 사업의 호조는 삼성전자 전체 실적에도 긍정적인 영향을 미쳤다. 2분기 영업이익은 10조원을 돌파하며 시장 전망치를 뛰어넘는 '어닝 서프라이즈'를 기록했다. 증권가에서는 하반기에도 메모리 반도체 가격 상승세가 이어지면서 삼성전자의 실적 개선 추세가 지속될 것으로 전망하고 있다. 2분기 사업 부문별 실적을 살펴보면, 반도체 사업을 책임지는 디바이스솔루션(DS) 부문은 28조5600억원의 매출과 6조4500억원의 영업이익을 달성했다. 특히 DS 부문 매출은 2022년 2분기 이후 처음으로 TSMC의 매출을 뛰어넘는 성과를 거두었다. 메모리 사업은 생성형 AI 서버용 제품 수요 급증과 기업용 자체 서버 시장 확대에 힘입어 DDR5, 고용량 SSD 등의 수요가 늘어나면서 시장 회복세를 이어갔다. 시스템LSI 사업은 주요 고객사의 신제품에 탑재되는 시스템온칩(SoC), 이미지센서 등의 공급 확대로 실적이 개선되어 상반기 기준 역대 최고 매출을 기록했다. 파운드리 사업은 5나노 이하 초미세 공정 수주 증가에 힘입어 AI 및 고성능 컴퓨팅(HPC) 분야 고객사가 전년 대비 약 2배 늘어났다. 또한, 게이트올어라운드(GAA) 2나노 공정 설계 키트 개발 및 배포를 통해 고객사들의 제품 설계가 본격화되었으며, 2025년 2나노 양산 준비도 순조롭게 진행되고 있다. 디바이스경험(DX) 부문은 42조 700억원의 매출과 2조7200억원의 영업이익을 기록했다. 스마트폰 사업을 이끄는 모바일 경험 부문은 2분기 스마트폰 시장의 전통적인 비수기 영향으로 신제품 출시 효과를 누렸던 1분기보다 매출이 감소했다. 하지만 갤럭시 S24 시리즈는 2분기 및 상반기 출하량과 매출 모두 전년 동기 대비 두자릿수 성장을 기록하며 선전했다. 영상디스플레이(VD) 사업은 '2024 파리 올림픽' 등 대형 스포츠 이벤트 특수에 힘입어 선진 시장을 중심으로 전년 대비 매출이 증가했다. 생활가전 사업 역시 에어컨 성수기 진입과 비스포크 AI 신제품 판매 호조로 실적 회복세를 이어가고 있다. 하만(Harman)은 매출 3조6200억원, 영업이익 3200억원으로 실적 개선을 이루었다. 하만은 삼성전자가 2017년 인수한 미국 오디오 전문 기업이다. 디스플레이(SDC)는 유기발광다이오드(OLED) 판매 호조 등으로 7조6500억원의 매출과 1조100억원의 영업이익을 달성했다. 2분기 시설 투자 12조원대 삼성전자의 2분기 시설투자액은 12조1000억원으로, 이 중 반도체에 9조9000억원, 디스플레이에 1조 8000억원을 투자했다. 또한, 역대 최대 규모인 8조 500억원의 연구개발(R&D) 비용을 집행하며 4분기 연속 최대 R&D 투자 기록을 경신했다. 하반기에도 메모리 반도체 가격 상승세가 지속되면서 메모리 중심의 수익성 개선 추세가 이어질 것으로 예상된다. 특히 '온디바이스 AI' 시대 도래와 주요 클라우드 서비스 제공업체 및 기업들의 AI 서버 투자 확대로 고성능·고용량 D램과 낸드 수요가 급증할 것으로 전망된다. KB증권 김동원 연구원은 "범용 D램 매출 비중이 연말로 갈수록 확대될 것으로 예상되어 하반기 실적 개선 폭이 더욱 커질 것"이라며 "현재 반도체 사이클에서는 HBM보다 범용 D램에 주목해야 한다"고 분석했다. 흥국증권 이의진 연구원은 "연말로 갈수록 생산량 증가보다 평균판매단가(ASP) 상승에 따른 실적 개선이 지속될 것"이라고 전망했다. 하반기 HBM3E 판매 비중 증가 계획 HBM3 출하량 증가와 HBM3E 양상 여부는 하반기 실적 개선에 대한 기대감을 높이는 요인이다. 삼성전자는 현재 HBM3E의 품질 검증을 진행 중이며, 블룸버그통신은 익명의 소식통을 인용해 "삼성전자의 HBM3E가 2~4개월 내에 품질 테스트를 통과할 것"이라고 보도했다. 이에 따라 삼성전자는 HBM 생산 능력을 확대하여 5세대 HBM인 HBM3E 판매 비중을 늘릴 계획이다. 서버용 D램 분야에서는 1b나노 32Gb DDR5 기반의 128GB, 256GB 모듈 등 고용량 제품을 중심으로 시장 경쟁력을 강화할 예정이다. 낸드 플래시 메모리 분야에서는 서버, PC, 모바일 등 다양한 분야에 최적화된 QLC SSD 제품군을 기반으로 고객 수요에 신속하게 대응할 계획이다. 시스템LSI 사업은 플래그십 스마트폰에 탑재될 엑시노스 2500의 안정적인 공급에 역량을 집중할 예정이다. 업계 최초 3나노 공정이 적용된 웨어러블 제품의 초기 시장 반응이 긍정적이며, 하반기에는 주요 고객사의 SoC 채용 모델 확대가 예상된다. 파운드리 사업은 모바일 제품 수요 회복과 함께 AI 및 고성능 컴퓨팅 분야 제품 수요 증가가 기대된다. 삼성전자는 초미세 공정 사업 확대와 GAA 3나노 2세대 공정 본격 양산을 통해 올해 시장 성장률을 뛰어넘는 매출 성장을 목표로 하고 있으며, 하반기에도 AI 및 고성능 컴퓨팅 분야 수주를 확대할 계획이다.
- IT/바이오
2024-07-31
삼성전자, '종합 반도체' 강점 앞세워 파운드리 생태계 확장…TSMC 추격 가속화

삼성전자가 파운드리(반도체 위탁 생산) 생태계 확장을 위해 다양한 파트너사와 협력을 강화하고 있다. 파운드리 후발주자인 삼성전자는 종합 반도체 회사의 강점을 살려 생태계를 키워 세계 파운드리 1위인 대만 TSMC 추격에 속도를 낸다는 전략이다. 삼성전자는 9일 서울 강남구 코엑스에서 개최한 '삼성 파운드리 포럼 및 SAFE(Samsung Advanced Foundry Ecosystem) 포럼 2024'에서 종합 반도체 기업으로서의 강점을 살려 디자인 솔루션, 설계자산(IP), 설계 자동화 툴(EDA), 테스트 및 패키징(OSAT) 등 다양한 분야의 100여 개 파트너사와 협력하며 파운드리 생태계를 구축하고 있다고 밝혔다. 특히 EDA 파트너사 수는 경쟁사인 TSMC를 넘어섰으며, 5300개 이상의 IP를 확보하는 등 빠른 속도로 성장하고 있다. 공정별 핵심 IP를 모두 보유하고 있으며, 파트너사들과 지속적으로 협력해 포트폴리오는 계속 성장 중이라는 게 회사 측 설명이다. 삼성전자 파운드리는 글로벌 EDA 기업인 시높시스, 케이던스 등 IP 파트너와 선제적이고 장기적인 파트너십을 구축하며 IP 개발에 노력 중이다. 그 결과 2017년 파운드리사업부 출범 당시 14곳이던 IP 파트너는 현재 3.6배인 50곳으로 늘어났다. 삼성전자는 2나노 반도체 설계를 위한 IP 확보 계획을 발표하고, 고성능컴퓨팅(HPC) 및 인공지능(AI) 분야의 폭발적인 수요 증가에 대응하여 디자인 서비스 업체(DSP)와의 협력을 강화하고 있다. 국내 DSP 업체와의 협력을 통해 턴키 솔루션을 제공하며, 한국 팹리스 기업들의 HPC 및 AI 시장 진출을 지원하고 있다. DSP 업체들은 팹리스가 설계한 반도체를 파운드리가 제조할 수 있게 돕는 회로 분석, 설계오류 수정, 설계 최적화 등 디자인 서비스를 제공한다. 고객들은 DSP와 같은 지역에 있으면 신속하고 밀접한 서비스를 받는 등 파운드리 이용 편의가 높아진다. 이번 파운드리 포럼에서 삼성전자는 국내 DSP 업체 가온칩스와 협력해 일본 프리퍼드 네트웍스(PFN)의 AI 가속기 반도체를 수주한 성과를 소개했다. 삼성전자는 PFN의 AI 가속기 반도체를 2나노 공정을 기반으로 양산하고 2.5D 패키지 기술까지 모두 제공하는 턴키 반도체 솔루션을 수주한 것. 기존 패키지가 단순히 칩을 외부와 전기적으로 연결하고 보호하는 역할이었다면, 최근에는 패키지의 역할이 칩으로 구현하기 어려운 부분의 보완으로까지 확대되는 양상이다. 이에 삼성전자는 기술적 한계를 넘어서기 위해 2.5D 및 3D 패키지 기술 등 새로운 융복합 패키지 개발에 주력하고 있다. 특히 삼성전자는 파운드리만 하는 TSMC와 달리 파운드리를 품은 종합 반도체 기업으로서 강점을 파운드리 생태계 구축을 부각하고 있다. AI 시대를 맞아 고객의 AI 아이디어 구현을 위해 파운드리 기술은 물론 메모리, 패키지 분야와의 협력을 통해 시너지를 창출하는 차별화 전략을 강조하고 있다. 고성능·저전력 반도체에 최적화한 차세대 트랜지스터 GAA(Gate-All-Around) 공정 기술, 적은 전력으로도 고속 데이터처리가 가능한 광학소자 기술 등을 활용한 '원스톱 AI 솔루션'을 내세웠다. 통합 솔루션을 활용하는 팹리스 고객은 파운드리, 메모리, 패키지 업체를 각각 사용할 때보다 칩 개발부터 생산에 걸리는 시간을 약 20% 단축할 수 있다는 게 삼성전자의 설명이다. 삼성전자는 2022년 6월 세계 최초로 GAA 구조를 적용한 3나노 양산을 시작했다. 올해 하반기에는 2세대 3나노 공정 양산에 돌입할 예정이다. TSMC는 GAA보다 한 단계 아래 기술로 평가받는 기존 핀펫(FinFET) 트랜지스터 구조를 3나노에 활용 중이며, 2나노 공정부터 GAA를 적용한다는 계획이다. 최시영 삼성전자 파운드리사업부 사장은 이날 파운드리 포럼 기조연설에서 "삼성전자는 국내 팹리스 고객과의 긴밀한 협력을 위해 첨단 공정뿐만 아니라 AI, 고성능 저전력 반도체, 고감도 센서 등 다양한 분야의 특화된 공정 기술을 지원하고 있다"며, "AI 시대에 발맞춰 고객에게 최적화된 맞춤형 AI 솔루션을 제공하여 차별화된 가치를 창출해 나갈 것"이라고 강조했다.
- IT/바이오
2024-07-09
TSMC, 내년 설비투자 50조원까지 확대

세계 최대 파운드리(반도체 수탁생산) 기업 대만 TSMC가 내년도 자본지출(설비투자) 규모를 최대 약 50조 원으로 확대할 방침이다. 연합보 등 대만언론은 1일(현지시간) 소식통들을 인용해 TSMC가 2나노(나노미터·10억분의 1m) 반도체 등 최첨단 공정 연구개발(R&D) 확대와 2나노 관련 수요 증가로 인해 공정 업그레이드를 위한 관련 생산 설비 도입에 나섰다면서 이같이 밝혔다. 한 소식통은 TSMC가 남부과학단지에 관련 생산시설을 확충할 계획이라며 이를 위한 내년 설비투자 금액이 올해 280억∼320억 달러(약 38조6000억∼44조1000억 원)에서 12.5∼14.3% 늘어난 320억∼360억 달러(약 44조1000억~49조6000억 원)에 달할 것으로 내다봤다. 그러면서 2025년도 설비 투자 금액이 2022년(362억 9000만 달러)에 이어 역대 두 번째가 될 것이라고 덧붙였다. 다른 소식통은 미국 애플 외에 다른 고객사들도 최근 인공지능(AI) 붐에 따라 적극적으로 TSMC의 2나노 제품 채택을 고려하고 있다고 밝혔다. 그는 TSMC가 북부 신주과학단지 바오산 지역과 남부 가오슝( 高雄) 난쯔(楠梓) 과학산업단지 등 대만 전역에 최소 8개의 2나노 공장을 배치할 계획이라고 전했다. 이어 남부과학산업단지의 2나노 공장에서는 2025년 말부터 2026년에 양산이 시작될 것으로 내다봤다. 이와 관련해 TSMC 측은 이같은 보도에 대해 논평하지 않겠다고 밝혔다. 이어 설비투자와 2나노 관련 상황에 대해서는 지난 4월 실적설명회에서 밝힌 것처럼 시장의 장기적 수요를 토대로 신중하게 대처할 것이라고 설명했다. 이에 앞서 웨이저자(魏哲家) TSMC 회장은 지난달 초 언론 인터뷰에서 생산능력 확대를 위해 2021년부터 3년간 1000억 달러(약 137조8000억 원) 규모의 투자 계획을 지난해 종료했다고 밝혔다. 나노는 반도체 회로 선폭을 의미하는 단위로, 선폭이 좁을수록 소비전력이 줄고 처리 속도가 빨라진다. 현재 세계에서 가장 앞선 양산 기술은 3나노다. 2나노 부문에서는 TSMC가 대체로 우세한 것으로 전문가들은 평가하고 있다.
- IT/바이오
2024-07-01
삼성전자, AI칩 '원스톱' 솔루션 제공…2027년 첨단 파운드리 기술 도입

삼성전자가 2027년 첨단 파운드리(반도체 위탁생산) 기술을 도입해 인공지능(AI) 칩 개발에서부터 위탁생산, 조립에 이르기까지 AI 칩 생산을 위한 원스톱 서비스를 강화한다고 12일(현지시간) 발표했다. 삼성전자는 이날 미국 실리콘밸리에서 '삼성 파운드리 포럼 2024'를 개최, AI 시대를 주도할 반도체 부문의 기술 전략을 공개했다. 종합 반도체 기업으로서의 장점을 극대화해 AI 열풍에 따른 AI 칩 수요에 적극적으로 대응하고, 세계 최대 파운드리 업체인 대만의 TSMC를 추격할 계획이다. 삼성전자는 현재 파운드리와 메모리, 어드밴스드 패키지(첨단 조립)를 '원팀'으로 제공하고 있는 AI 칩 생산을 위한 원스톱 턴키(일괄) 서비스를 2027년 더욱 강화할 계획이라고 밝혔다. 삼성전자는 현재 파운드리의 시스템 반도체와 메모리의 고대역폭(HBM), 이를 패키징하는 통합 'AI 솔루션'을 통해 고성능 저전력 AI 칩 제품을 출시 해오고 있다. 이를 통해 기존 공정 대비 칩 개발에서부터 생산에 걸리는 시간을 약 20% 단축하고 있다고 삼성전자는 설명했다. 2027년에는 새로운 파운드리 기술을 도입해 이를 더욱 강화한다는 방침이다. 먼저 2027년까지 2나노(㎚·1㎚는 10억분의 1m) 공정에 '후면전력공급(BSPDN)' 기술을 도입(SF2Z)하기로 했다. 삼성전자는 이미 내년부터 2나노 공정을 시작한다고 밝혔다. 여기에 '후면전력공급' 기술을 탑재한다는 것이다. '후면전력공급'은 전력선을 웨이퍼 후면에 배치해 전력과 신호 라인의 병목 현상을 개선하는 고난도 기술로, 전세계적으로 아직 상용화 사례가 없다. 그동안 반도체 전력선은 웨이퍼 앞면에 회로를 그렸지만, 후면전력공급에 의해 후면에도 회로를 그리게 되면 초미세화 공정을 구현할 수 있는 '게임 체인저'로 평가됐다. 대만 TSMC는 2026년 말 2나노 이하 1.6공정에 '후면전력공급' 기술을 도입하겠다고 밝힌 바 있다. 삼성전자는 후면전력공급 기술을 통해 기존 2나노 공정 대비 소비전력·성능·면적의 개선 효과와 함께 전류의 흐름을 불안정하게 만드는 전압 강하 현상을 대폭 줄여 고성능 컴퓨팅 설계 성능을 향상할 것으로 기대하고 있다. 또한 삼성전자는 2027년에는 AI 솔루션에 적은 전력 소비로도 고속 데이터 처리가 가능한, 빛을 이용한 광학 소자 기술까지 통합할 계획이다. 게다가 2025년에는 기존 4나노 공정에 칩을 더 작게 만들면서 성능을 높이는 '광학적 축소' 기술을 도입(SF4U)해 양산할 예정이라고 말했다. 지난 4월 TSMC가 2026년부터 1.6나노 공정 양산 계획을 발표하자, 업계에서는 삼성전자도 1.4나노 양산 시점을 앞당길 수 있을 것이라고 전망했다. 삼성전자는 그러나 이날 2027년 1.4나노 공정 양산 계획을 재확인하며 "목표한 성능과 수율을 확보하고 있다"고 밝혔다. 수율은 웨이퍼 1장에 설계된 최대 칩 개수 대비 실제로 생산된 정상 칩의 개수를 백분율로 나타낸 수치이다. 수율이 높을 수록 생산성이 좋아지고, 수율이 낮으면 불량품이 많아져 손실이 커지고, 생산 비용도 증가하게 된다. 삼성전자 파운드리 사업부 최시영 사장은 이날 기조연설에서 "AI 시대 가장 중요한 건 AI 구현을 가능케 하는 고성능·저전력 반도체"라며 "AI 반도체에 최적화된 게이트올어라운드(GAA) 공정 기술과 광학 소자 기술 등을 통해 AI 시대 고객들이 필요로 하는 원스톱 AI 솔루션을 제공할 것"이라고 말했다. 이날 행사에는 영국 반도체 설계 기업인 암(Arm) 르네 하스 최고경영자(CEO)와 캐나다 AI 반도체 기업 그로크의 조나단 로스 CEO 등이 각각 협력사가 참여했다. 이들은 고객사 자격으로 무대에 올라 'AI 시대에 가속화되는 컴퓨트 플랫폼'과 '생성형 AI를 위한 그로크의 전환'을 주제로 연설했다. 한편, 올해 1분기 파운드리(반도체 위탁생산) 세계 1위 업체인 대만 TSMC와 삼성전자의 시장 점유율 격차가 더 커진 것으로 나타났다. 12일 대만 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 글로벌 10대 파운드리 업체의 올해 1분기 합산 매출은 291억7200만달러로, 전 분기 대비 4.3% 감소했다. TSMC의 1분기 매출은 188억4700만달러로 전 분기 대비 4.1% 감소했다. AI 관련 고성능컴퓨터(HPC) 수요 강세에도 스마트폰 등 소비재 재고 비수기에 따른 것으로 해석된다. 다만 다른 경쟁사들의 부진으로 TSMC의 시장 점유율은 61.7%로 전 분기(61.2%)보다 0.5%포인트 증가했다. 업계 2위인 삼성전자의 1분기 매출은 33억5700만달러로, 7.2% 감소했다. 시장 점유율은 11.0%로 전 분기(11.3%)보다 0.3%포인트 감소했다. 이에 따라 TSMC와 삼성전자 간 점유율 격차는 2023년 4분기 49.9%포인트에서 2024년 1분기에 50.7%포인트로 확대됐다.
- IT/바이오
2024-06-13
대만 TSMC, 올해 공장 7개 신설로 반도체 역량 대폭 강화

세계 최대 파운드리(반도체 수탁생산) 업체인 대만 TSMC가 올해 공장 7개를 추가로 신설하는 등 반도체 생산역량을 대폭 강화한다. 24일 중국시보 등 대만언론에 따르면 남부 타이난 TSMC 18B 팹(fab·반도체 생산공장)의 황위안궈 수석 공장장은 전날 대만 타이베이에서 열린 기술 심포지엄에서 고객사 수요 충족을 위해 올해 2곳의 해외 팹을 포함해 국내외에 첨단 패키징 공정 등 총 7개 공장을 건설할 예정이라고 밝혔다. 황 수석 공장장은 "올해 자사의 3㎚(나노미터·10억분의 1m) 공정 생산능력이 지난해에 비해 3배 증가했지만, 여전히 공급이 수요를 따라가지 못하고 있다"고 말했다. 그는 패키징 공장인 타이중 5공장(AP5)은 2025년부터 '칩 온 웨이퍼 온 서브스트레이트'(CoWos)라는 첨단 공정을 이용한 양산에 들어가고, 자이 7공장(AP7)은 2026년부터 CoWos와 SoIC(System On Intergrated Chips)를 이용한 양산에 나설 예정이라고 밝혔다. 또 다른 한 관계자는 올해 착공하는 해외 공장은 일본 구마모토 2공장과 독일 드레스덴 공장이라고 전했다. 또 한 관계자는 고성능컴퓨팅(HPC)과 플래그십 스마트폰의 수요 확대로 인해 3나노 제품이 공급 부족에 직면했다고 밝혔다. 그는 미국 애플의 A18 프로세서, 퀄컴의 스냅드래곤8 4세대, 미디어텍 디멘시티 9400 등이 TSMC 3나노 2세대 공정인 N3E 제품을 채택할 가능성이 크다며 "이로 인해 공급 부족이 더욱 심해질 것"이라고 말했다. TSMC 측도 이번 심포지엄에서 2030년 세계 반도체 생산액이 1조달러(약 1369조원)에 달하며 이 가운데 파운드리 생산액이 2천500억달러(약 342조원)에 이를 것으로 기대된다고 밝혔다. 또한 인공지능(AI) 가속기의 올해 수요가 지난해보다 2.5배 성장할 것이라고 전망했다. 장샤오창 TSMC 비즈니스 개발 선임부사장은 2나노 공정의 건설 진척도 순조롭다면서 2025년부터 양산이 가능할 것이라고 밝혔다. TSMC는 2020년부터 6개의 공장을 신설한 데 이어 2021년부터 지난해까지 매년 각각 7개, 3개, 4개의 공장을 건설해왔다. 나노(nm)는 반도체 회로 선폭을 의미하는 단위로, 선폭이 좁을수록 소비전력이 줄고 처리 속도가 빨라진다. 현재 세계에서 가장 앞선 양산 기술은 3나노다. 전문가들은 2나노 부문에서는 TSMC가 대체로 우세한 것으로 평가하고 있다. 한편, 한국의 삼성전자와 TSMC는 올해 하반기 나란히 3나노미터 공정의 모바일 애플리케이션프로세서(AP)를 내놓으며 정면 승부를 펼칠 예정이다. 액시노스 2500은 내년 초 출시될 '갤럭시 25' 시리즈에 탑재될 것으로 알려졌다.
- IT/바이오
2024-05-24
인텔, ASML 차세대 노광장비 첫 도입…삼성·TSMC와 경쟁 신호탄

미국 반도체 기업 인텔이 네덜란드의 반도체 장비 기업 ASML의 첨단 장비를 도입했다. 삼성과 TSMC보다 첨단 장비를 먼지 도입했다는 점에서 이들 회사와의 경쟁이 가속화할 전망이다. 19일(현지시간) 로이터 통신 등에 따르면 인텔은 지난 18일 미국 오리건주 연구개발(R&D) 센터에 ASML의 차세대 노광장비(하이 NA EUV)를 설치했다고 밝혔다. 기존 장비의 업그레이드 버전인 '하이 NA EUV'는 반도체 회로를 더 세밀하게 그릴 수 있는 차세대 장비다. 이를 통해 동일한 면적의 웨이퍼에서 같은 성능의 반도체를 기존 장비보다 2.9배 더 만들 수 있다. 이 장비는 2nm(나노미터·10억분의 1m) 이하 공정부터 적용될 것으로 예상된다. 파운드리 업체 중 '하이 NA EUV' 장비를 도입한 것은 인텔이 처음이다. 전 세계 파운드리 1, 2위 업체인 대만의 TSMC, 삼성전자보다 빠르다. 인텔은 2021년 3월 파운드리 사업 재진출을 선언하며 TSMC와 삼성전자 따라잡기에 나서고 있다. 지난 2월에는 1.8나노 공정(18A)을 올 연말부터 양산에 들어간다고 밝혔다. 당초 밝힌 2025년 양산 시점보다 앞당겨진 것이다. 새로 도입한 '하이 NA EUV'가 1.8나노 공정에 투입될지는 알려지지 않았지만, 내년 2나노급 공정 양산을 목표로 하는 TSMC와 삼성전자보다 빠르다. 인텔은 올해 1분기 실적부터 새로운 회계 방식을 적용해 바뀌는 회계 기준을 적용한 2022년과 2023년 매출을 이달 초 공개한 바 있다. 인텔의 2022년과 2023년 파운드리 매출은 시장조사기관 트랜드포스가 추정한 삼성전자 파운드리의 매출을 각각 넘었다. 다만 매출 중 95%가 내부 물량이어서 외부 물량이 많은 삼성전자와 단순 비교가 어렵다는 분석이 나왔다.
- IT/바이오
2024-04-20
미국, 삼성전자에 64억 달러 반도체 보조금 지급⋯역대 3번째 규모

미국 정부가 15일(현지시간) 삼성전자의 미국내 반도체 생산시설 투자에 64억 달러(약 8조8800억 원)의 보조금을 지급한고 발표했다. 로이터통신 등 외신들에 따르면 미국 상무부는 이날 보도자료를 통해 삼성전자와 미국 반도체법에 따라 최대 64억달러의 직접 자금을 지원한다는 내용의 구속력 없는 예비거래각서(PMT)를 체결했다고 밝혔다. 미국 정부 보조금은 삼성전자가 미국 내 반도체 생산 시설 투자를 촉진하기 위한 조치다. 조 바이든 대통령은 미국의 첨단 반도체 생산 능력 확보를 위해 2022년 반도체법에 서명했다. 삼성전자에 대한 지원금 규모는 현재까지 미국 정부가 발표한 자금 가운데 인텔(85억달러)·TSMC(66억달러)에 이어 세번째로 많다. 사업 투자금(450억 달러) 대비 비율은 TSMC나 인텔보다 높은 것으로 전해졌다. 상무부는 삼성전자를 "첨단 메모리와 첨단 로직 기술 모두를 선도하는 유일한 첨단반도체 기업"이라고 표현하며, 향후 400억달러(약 55조 5200억원) 이상을 미국에 투자할 예정이라고 설명했다. 구체적으로 삼성전자는 텍사스주에 있는 기존 사업장을 미국 내 첨단반도체 개발 및 생산을 위한 종합적인 단지로 전환하겠다고 상무부에 제안했다고 알려졌다. 테일러 지역에 4나노미터와 2나노미터 반도체 공장을 만들고, 연구개발(R&D)과 첨단 패키징 시설을 구축하며 오스틴 지역 기존 시설은 확장한다는 계획이다. 테일러의 첫 공장은 2026년 생산을 시작하고, 두 번째 공장은 2027년 생산을 시작할 예정이다. 지나 러몬도 상무장관은 "제안된 계획은 텍사스를 최첨단 반도체 생태계로 이끌 것이다. 미국은 이를 통해 10년 안에 세계 최첨단 칩의 20%를 생산한다는 목표를 달성할 것으로 전망된다"고 말했다. 아울러 삼성전자의 이번 투자로 1만7000개의 건설 일자리와 4500개 이상의 제조업 일자리가 만들어질 것으로 보고있다. 경계현 삼성전자 대표이사 사장(DS부문장)은 "단순히 생산시설을 확장하는 것이 아니라, 현지 반도체 생태계를 강화하고 미국을 글로벌 반도체 생산 거점으로 자리매김시키는 것"이라며 "AI 반도체와 같은 미래 제품에 대한 고객 수요 급증에 대응하기 위해 최첨단 공정 기술을 갖춘 공장을 갖추고 미국 반도체 공급망 안보 강화를 도울 것"이라고 전했다. 미국은 중국 등과 경쟁하는 상황에서 첨단기술에 대한 접근성이 국가안보에 직결된다고 보고있다. 레이얼 브레이너드 백악관 국가경제위원회(NEC) 위원장은 직접 관련 브리핑에 나서 "결과적으로 삼성전자가 오스틴에서 국방부를 위해 직접 반도체를 제조할 수 있게 될 것"이라고 말했다. 한편 TSMC의 경우 보조금에 더해 50억달러(약 6조9475억원) 규모의 대출지원을 받기로 했지만 삼성전자는 별도의 저리 대출 없이 순수 보조금만 받을 예정이다. 다만 보조금과 별도로 미 재무부에 투자세액 공제를 신청할 예정이며, 투자액의 최대 25%에 대한 세금을 감면받을 수 있다고 상무부는 설명했다. 삼성전자는 이날 미 텍사스주 테일러에서 관련 투자 발표 행사를 열었고, 해당 행사는 경 사장과 러몬도 장관이 직접 참석했다.
- 산업
2024-04-16
대만 TSMC, 미국내 반도체공장 건설에 116억 달러 보조금·대출 지원 받아

미국 정부는 8일(현지시간) 세계 1위 파운드리(반도체 위탁생산) 기업인 대만 TSMC에 보조금 66억 달러(약 8조9000억 원)를 포함해 모두 116억 달러(약 15조7000억 원)를 지원한다고 공식 발표했다. 로이터통신 등 외신들에 따르면 미국 상무부는 이날 TSMC에 반도체 공장 설립 보조금 66억 달러를 지원한다고 발표했다. 보조금 66억 달러는 당초 예상됐던 50억 달러(약 6조8000억원)보다 30% 이상 늘어난 규모다. 상무부는 보조금에 더해 50억 달러 규모의 저리 대출도 TSMC에 제공키로 했다. TSMC는 이 같은 지원에 화답해 당초 400억 달러(약 54조2000억 원)로 계획했던 투자 규모를 650억 달러(약 88조1000억 원)로 확대하고 2030년까지 애리조나주에 세 번째 반도체 생산공장(fab)을 건설한다는 계획을 발표했다. TSMC는 이미 400억 달러를 투자해 애리조나에 반도체 공장 2개를 짓고 있다. 지나 러몬도 상무부 장관은 TSMC의 650억달러 투자는 미국 사상 외국인 직접 투자로는 최대 규모라고 말했다. 러몬드 장관은 또한 TSMC가 생산하게 되는 반도체들이 “모든 인공지능과 우리 경제를 지탱하는 데 필요한 기술을 지탱하는 필수적인 부품이며, 21세기 군사 및 국가 안보(에 필요한) 장치”라고 강조했다. 이날 발표된 잠정합의에 따르면 TSMC는 애리조나주 피닉스에 제 3공장을 건설할 것으로 전망된다. 애리조나주의 제 1, 2공장은 각각 2025년, 2028년에 생산을 돌입할 것으로 예상된다. 미국 정부의 이번 지원패키지는 미국 애플과 엔비디아용으로 반도체를 공급하는 TSMC가 예정하는 3공장의 투자(650억 달러 이상)를 지원하게 된다. TSMC의 3공장은 차세대 회로선폭 2나노미터 프로세스기술을 바탕으로 20년대 후반보다 이전에 가동을 목표로 하고 있다. TSMC는 2025년에 대만에서 우선 2나노 반도체제품을 생산할 계획이다. TSMC의 류더인(劉德音) 회장은 발표문에서 "반도체투자법에 근거한 자금을 받을 수 있게 된다면 TSMC는 전례없는 투자를 벌여 최첨단 제조기술을 가진 우리의 파운드리 서비스를 미국에 제공할 기회를 얻게 된다"고 설명했다. 미 정부의 지원 자금은 2022년 조 바이든 대통령이 미국의 반도체 제조를 되살리기 위해 내놓은 반도체 지원법에 연계된 것이다. 이에 앞서 미 정부는 자국 기업인 인텔에 대해선 195억달러의 파격적인 반도체 보조금을 지급하겠다는 계획을 지난달 발표했다. 글로벌 반도체 공급망을 미국 중심으로 재편하겠다는 계획에 따라 천문학적인 지원금을 해외 기업에도 지급하기로 한 것이다. 당초 반도체 업계에선 TSMC가 50억 달러 정도를 받게 될 것이라고 전망했지만, 투자 금액이 늘면서 최종 보조금 규모도 30% 이상 증가했다. 삼성전자의 경우 지원금이 20억~30억 달러 수준이 되리라는 전망이 많았다. 그러나 블룸버그는 지난달 미 정부 소식통을 인용해 "60억달러 이상을 받게 될 예정"이라고 보도했다. 이후 미 텍사스주 테일러에 반도체 생산 공장을 짓고 있는 삼성전자가 기존 투자액(170억달러)을 440억달러 수준으로 확대할 계획이라는 월스트리트저널(WSJ) 보도가 이어졌다.
- IT/바이오
2024-04-09
일본, 연합 반도체기업 라피더스에 모두 8.2조원 지원 결정

반도체강국 부활을 노리는 일본 정부가 자국 대기업 연합 반도체 기업인 라피더스에 모두 8조2000억원가량을 지원할 방침이다. 2일(현지시간) 교도통신에 따르면 일본 정부는 라피더스의 첨단 반도체 개발에 최대 5900억엔(약 5조2700억원)을 추가 지원키로 결정했다. 이에 앞서 일본 정부는 라피더스에 3300억엔(약 2조9363억원)을 지원키로 했다. 일본정부의 이번 추가 지원에 따라 지원금은 모두 9200억엔(약 8조2000억원)으로 늘어난다. 사이토 겐(齋藤健) 일본 경제산업상은 이날 각의(국무회의) 이후 기자회견에서 라피더스 추가 지원에 대해 "차세대 반도체는 일본 산업 경쟁력의 열쇠를 쥔다"며 "경제산업성도 프로젝트 성공을 위해 전력을 다하겠다"고 밝혔다. 일본정부는 일본의 남쪽지방 규슈(九州)에서는 대만 TSMC가, 북쪽 홋카이도(北海道)에선 라피더스가 일본 반도체 부활을 견인하는 모양새로 반도체 강국의 부활을 노리고 있다. 라피더스는 도요타, 키옥시아, 소니, NTT, 소프트뱅크, NEC, 덴소, 미쓰비시UFJ은행 등 일본 대표 대기업 8곳이 첨단 반도체 국산화를 위해 2022년 설립한 회사다. 이 회사는 최첨단 2나노 제품을 2025년에 시험 생산하고, 2027년부터 양산한다는 목표를 추진 중이다. 최근 라피더스는 캐나다의 텐스토렌트와 2나노 공정의 인공지능(AI) 반도체 생산을 위한 계약을 맺었다. 양사는 2나노 공정 기반의 AI용 반도체를 공동 개발, 2028년 양산하는 것을 목표로 협력하기로 했다. 라피더스는 현재 홋카이도 지토세에 공장을 짓고 있다. 정부 지원은 공장 건설비와 반도체 제조 장비 도입 등에 사용된다. 이와 관련해 니혼게이자이신문(닛케이)은 "보조금 5900억엔 중 500억엔 이상이 후공정 기술 연구개발(R&D)에 사용된다"고 보도했다. 일본 정부가 후공정 기술 개발을 지원하는 것은 이번이 처음이다. 일본 당국은 라피더스 이외에도 국내외 반도체 기업에 거액의 보조금을 제공하고 있다. 일본 정부는 자국 반도체 산업의 부활을 위해 2021년 '반도체·디지털 산업전략'을 수립했다. 이에 따라 약 4조엔(약 35조원) 규모의 지원 예산을 확보하는 등 반도체 기업에 보조금을 늘리고 있다. 지난 2월 양산 단계에 돌입한 TSMC의 규슈 구마모토(熊本)현 제1공장에는 최대 4760억엔(약 4조2341억원)의 보조금을 제공하기로 했다. 이 공장에선 한달에 5만5000장 가량의 12형 웨이퍼를 생산할 수 있다. 12~28나노 반도체 칩으로 가전제품부터 자동차까지 다양한 용도에 사용될 것으로 보인다. 기세를 몰아 TSMC는 연내 구마모토에 제2공장 건설을 건설, 2027년 가동을 시작할 예정이다. 월 생산능력은 제1공장과 합해 10만장 이상이 된다. TSMC의 첫번째 해외 '기가 팹'(월 10만장 이상)이 일본에서 만들어지는 것이다. 일각에서는 TSMC가 일본에 제3공장 건설도 검토 중이라는 보도가 나온다.
- IT/바이오
2024-04-03
TSMC, 일본에 첫 번째 합작 투자 공장 가동

대만의 반도체 대기업 TSMC가 지난 2월 24일, 일본 구마모토 현 남부에서 첫 공장을 가동하기 시작했다. 지난 27일(현지시간) 기술·산업 전문 매체 테크노드(TechNode)에 따르면 TSMC는 첫 일본 공장 가동에 이어 연내에 일본에 두 번째 공장을 설립 계획을 확정했다고 보도했다. TSMC의 창립자인 92세의 모리스 창(Morris Chang)은 구마모토에서 열린 개막식에 참석했으며, 일본의 기시다 후미오(Fumio Kishida) 총리는 축하 영상 메시지를 전송했다. TSMC의 일본 내 첫 공장 가동이 중요한 이유는, 일본 정부의 인센티브 제공으로 인해 공장 건설 결정이 앞당겨졌기 때문이다. 이는 국제 파운드리(반도체 제조업체)와의 협력을 촉진하고, 일본의 반도체 산업 성장을 가속화하는 목적을 가지고 있다. 업계 분석에 따르면, 풍부한 수자원과 필요한 기술 기업들이 집중되어 있는 일본의 환경이 TSMC의 결정에 크게 영향을 미쳤다. 회사 발표에 따르면 TSMC 창립자 모리스 창, 마크 리우 회장, CC 웨이 CEO를 비롯해 기타 고위 경영진이 대주주 자회사 JASM(Japan Advanced Semiconductor Manufacturing)의 개회식에 참석했다. 기시다 일본 총리는 행사에서 방송된 영상 메시지를 통해, 일본 정부가 2023년 12월에 발표한 국내 투자 촉진 패키지의 일환으로 JASM의 확장을 지원하기로 결정했다고 발표했다. 이 행사에는 일본의 경제산업부 장관, 산업계의 사이토 켄, 자민당의 반도체 전략 그룹을 이끄는 아마리 아키라 등 저명한 인사들이 참석했다. 공장 준공식에는 소니의 CEO 요시다 겐이치로, 덴소 사장 하야시 신노스케, 도요타 회장 도요다 아키오, 카지마 사장 아마노 히로마사 등 주요 파트너사 대표들도 참석해 덴소 일본법인에 대한 지지를 표명했다. TSMC의 창립자 모리스 창은 자신의 연설에서 2019년 일본에서 칩 공장 설립에 초대받았던 것을 회상하며, 5년 후에 공장이 현실화되어 JASM이 칩 공급망의 탄력성 강화와 칩 생산에 기여할 것으로 기대된다고 말했다. 그는 이러한 발전이 국내 반도체 산업의 활성화에도 도움이 될 것이라고 덧붙였다. 대만의 보고에 따르면, 일본 정부로부터 4760억 엔(약 4조 2131억 원)의 보조금을 받아 설립되는 첫 번째 공장은 28/16/12나노미터 공정으로 칩을 생산할 예정이며, 두 번째 공장은 7/6나노미터 공정에 중점을 둘 계획이다. 한 매체에 의하면, JASM은 올해 말까지 두 번째 공장 건설을 시작하여 2027년 말부터 칩 생산을 시작할 예정이다. TSMC는 JASM 프로젝트에 일본 정부가 200억 달러(약 26조 6900억 원) 이상을 투자할 것이라고 밝히며, 이 두 개의 팹(공장) 설립을 통해 최소 3400개의 일자리가 창출될 것이라고 주장했다. TSMC는 JASM에서 약 70%의 지분을 보유하고 있으며, 소니, 덴소, 도요타 등이 2차 투자자로 참여하고 있다. 이 공장은 계획된 월간 12인치 칩 생산 능력을 최대 5만5000개까지 확장할 것으로 예상된다. 한편, 일본 쿠마모토 현에 위치한 TSMC 공장은 약 74억 달러(9조 8,753억 원)의 투자로 2024년부터 생산을 시작할 예정이다. 이 공장에서는 3나노미터 및 2나노미터 공정의 반도체를 생산하며, 목적은 글로벌 공급망을 강화하고 일본의 반도체 산업을 발전시키는 것이다. TSMC는 대만에 본사를 둔 세계 최대의 반도체 수탁 생산업체(파운드리)다. 1987년에 설립된 TSMC는 애플, 엔비디아, 퀄컴 등 세계 주요 기업들의 반도체를 생산하고 있으며, 3나노미터 및 2나노미터 공정 기술 보유로 업계를 선도하고 있다. 2022년 기준으로, TSMC는 전 세계 파운드리 시장의 53%를 차지하고 있으며, 사업 영역은 웨이퍼 제조, 칩 설계, 칩 생산, 패키징 및 테스트 등을 포함한다.
- IT/바이오
2024-02-29
인텔, 2025년까지 AI 지원 PC 1억 대에 칩 공급

인텔(Intel)은 2025년까지 최대 1억 대의 인공지능(AI)을 지원하는 PC에 자사의 코어 프로세서를 공급하는 것을 목표로 하고 있다. 이는 예상되는 전체 글로벌 PC 시장의 20% 이상을 차지할 것으로 보인다. 28일(현지시간) 일본 경제신문 니케이 아시아에 따르면 인텔은 AI PC 시대에는 칩 성능뿐만 아니라 서비스 및 사용자 경험도 중요하다고 강조했다. 인텔은 AI 기반 PC 시대에는 칩의 성능뿐만 아니라 서비스와 사용자 경험이 중요하다고 보고, 이를 위해 소프트웨어 및 애플리케이션 개발자와의 협력을 강화하고 있다. 인텔은 마이크로소프트와 협력하여 AI PC를 '정의'하고 있으며 이 개념에는 세 가지 핵심 요소가 있다. 인텔과 마이크로소프트는 AI PC를 정의하는 데 협력하고 있으며, 이 개념에는 세 가지 핵심 요소가 포함된다. 첫 번째는 AI 워크로드를 처리하기 위해 설계된 신경 처리 장치(NPU)를 내장한 인텔의 코어 울트라(Core Ultra) PC 칩셋, 두 번째는 마이크로소프트의 AI 챗봇인 코파일럿(Copilot)을 위한 전용 "코파일럿 키"를 갖춘 키보드, 그리고 세 번째는 업무 효율성을 높일 수 있는 잠재력이다. AI 지원 PC는 미국 수화를 영어로 즉각 번역하고, 비디오를 실시간으로 전사하며, 텍스트를 파워포인트 슬라이드로 자동 변환하는 등의 기능을 제공할 예정이다. 인텔은 이러한 사용 사례를 확장하고 파트너를 확보하기 위해 적극적으로 노력하고 있다. 구체적으로, 마이크로소프트 팀즈(Microsoft Teams), 웹엑스(Webex), 줌(Zoom) 등 화상 회의 서비스 제공업체와 협력하여, 사용자의 시선을 카메라에 자동으로 맞추는 시선 추적, 배경을 제거하고 스마트 프레이밍을 조정하는 등의 AI 기반 기능을 개발하고 있다. 2022년 하반기부터 전체 PC 산업은 러시아-우크라이나 전쟁과 인플레이션 상승의 영향으로 수요 감소를 경험했다. 카운터포인트리서치는 2023년에 상업용 및 소비자 부문의 수요 둔화로 인해 글로벌 PC 시장이 전년 대비 14% 축소되었다고 보고했다. 이 리서치 기관은 윈도우 11 운영체제의 교체, Arm(암) 기반 PC의 보급 확대, AI 지원 PC의 확산 등으로 인해 올해 글로벌 PC 시장이 코로나19 팬데믹 이전 수준으로 회복될 것으로 전망했다. 애플을 제외한 주요 PC 제조업체들은 올해 말 AI 지원 PC 출시를 계획하고 있다. 에이서(Acer)의 제이슨 첸(Jason Chen) 회장은 최근 기자들에게 생성 AI가 업계에 새로운 기회를 제공하며, 2024년에는 회사의 최우선 과제가 될 것이라고 밝혔다. 에이서는 대만 타이베이에 본사를 두고 있는 다국적 정보통신기술(ICT) 기업이다. 이 회사는 컴퓨터, 1976년에 설립된 이 회사는 노트북, 스마트폰, 태블릿, 디스플레이 등 다양한 IT 제품의 생산 및 판매를 통해 세계 최대 규모의 PC 제조업체 중 하나로 성장했다. 인텔은 전 세계 PC용 마이크로프로세서 시장에서 가장 큰 공급업체로, 특히 노트북 칩 시장에서 약 76%의 점유율을 보유하고 있다. 한편, 인텔은 연내 파운드리(반도체 수탁생산) 1.8나노(㎚·10억분의 1m) 공정 양산에 나서겠다고 선언해 글로벌 반도체 업계를 도발했다. 나노는 반도체 회로 선폭을 의미하는 단위로, 선폭이 좁을수록 소비전력이 줄고 처리 속도가 빨라진다. 현재 가장 앞선 양산 기술은 3나노다. 인텔은 지난 21일 미국 캘리포니아주 새너제이에서 파운드리 전략을 발표하는 'IFS(인텔 파운드리 서비스) 다이렉트 커넥트' 행사를 열었다. 이는 2021년 3월 파운드리 사업 진출 선언 이후 대규모 투자 계획을 발표해온 인텔이 처음 여는 파운드리 사업 설명회였다. 행사에서 인텔은 올해 말부터 1.8나노 공정(18A)의 양산에 들어간다고 발표했다. 당초 양산 시점은 2025년이라고 밝혔는데, 이를 앞당긴 것이다. 세계 파운드리 1위인 대만 TSMC와 2위 삼성전자가 2나노 주도권을 두고 치열하게 경쟁하는 와중에 후발주자인 인텔이 파운드리 공정 양산을 선언해 업계의 주목을 받고 있다. 인텔은 지난해 9월 1.8나노급인 18A 공정 반도체 웨이퍼 제품을 깜짝 공개해 삼성전자와 TSMC를 긴장시켰다. 이날 인텔은 1.8 나노 공정에서는 MS의 칩을 생산한다고 밝혔다. 사티아 나델라 MS 최고경영자(CEO)는 이날 사전 녹화된 영상을 통해 "가장 진보되고 고성능이며 고품질 반도체의 안정적인 공급이 필요하다"며 "그것이 우리가 인텔과 함께 일하는 것에 매우 흥분하는 이유"라고 밝혔다.
- IT/바이오
2024-02-29
미국 인텔, 1.8나노 연말 양산⋯3년 뒤 1.4나노 공정 도입

미국 반도체 기업 인텔이 올 연말부터 1.8나노(㎚·10억분의 1m) 공정(18A)의 양산에 들어간다. 인텔은 이와함께 2027년에는 1.4나노 공정을 도입할 계획이다. 인텔은 또한 마이크로소프트(MS)가 자체 개발한 AI칩을 생산키로 했다. 인텔은 21일(현지시간) 미국 캘리포니아주 새너제이 맥에너리 컨벤션센터에서 'IFS(인텔 파운드리 서비스) 다이렉트 커넥트' 행사를 열고 파운드리(반도체 수탁생산) 사업을 본격 출범한다고 밝혔다. 이날 행사는 인텔이 2021년 3월 파운드리 사업 진출을 선언한 이후 개최한 첫 협력사 행사다. 인텔은 당시 '향후 4년간 5개 공정을 개발하겠다'며 인텔 7나노부터 1.8나노까지 로드맵을 제시했다. 인텔은 이날 1.8나노 공정(18A)을 올 연말부터 양산에 들어간다고 밝혔다. 당초 양산 시작시점은 2025년부터라고 계획을 밝혔는데, 앞당겨진 것이다. 특히 5나노 이하 파운드리 양산은 TSMC와 삼성전자만 가능한데 이들 두 회사가 내년 2나노급 공정의 양산을 목표로 하고 있다. 인텔의 계획대로라면 삼성전자와 TSMC를 앞지르는 것이다. 인텔은 파운드리 후발 주자이지만, 지난해 9월 1.8나노급인 18A 공정 반도체 웨이퍼 시제품을 깜짝 공개하며 삼성전자와 TSMC를 긴장시켰다. 인텔은 1.8나노 공정에서는 MS의 칩을 생산한다고 밝혔다. 구체적인 칩 종류는 밝히지 않았지만 MS가 지난해 발표한 '마이아'라는 AI 칩으로 추정된다. 사티아 나델라 MS 최고경영자(CEO)는 이날 "가장 진보되고 고성능이며 고품질 반도체의 안정적인 공급이 필요하다"며 "그것이 우리가 인텔과 함께 일하는 것에 매우 흥분하는 이유"라고 말했다. 팻 겔싱어 인텔 CEO도 "전 세계에서 이것을 할 수 있는 기업은 단 몇 개뿐"이라며 "인텔의 18A 칩은 TSMC의 처리 속도를 능가할 것"이라고 강조했다. 인텔은 이날 이에 더해 2027년에는 1.4 나노 공정을 도입하겠다는 계획을 밝혔다. 1.4 나노 공정은 최첨단 반도체 공정으로, 삼성전자도 2027년부터 1.4 나노 공정을 통해 양산에 들어갈 것이라고 2022년 10월 발표했다. 세계 최대 파운드리 업체 대만 TSMC도 2027년 1.4나노 공정 상용화를 목표로 하고 있어 경쟁이 치열해질 전망이다. 겔싱어 CEO는 "인텔은 2030년까지 세계에서 두 번째로 큰 반도체 파운드리 기업을 목표로 하고 있다"고 재확인했다. 인텔은 앞서 2나노 이하 공정 양산을 기반으로 현재 파운드리 2위 기업인 삼성전자를 따라잡겠다는 목표를 밝혔다. 인텔은 또 영국 반도체 설계 기업 Arm(암) 기반 시스템-온-칩(SoC)을 위한 최첨단 파운드리 서비스를 제공하기 위해 Arm과 파트너십을 체결했다. Arm·시놉시스·케이던스·지멘스·엔시스 등 반도체 설계 자산(IP) 설계 자동화(EDA) 기업과 협력을 통해 AI 시대에 맞는 맞춤형 시스템즈 파운드리가 되겠다는 계획도 밝혔다. 겔싱어 CEO는 "AI는 세계를 변화시키고 있다"며 "이는 혁신적인 칩 디자이너들과 우리 파운드리에 전례 없는 기회가 될 것"이라고 지적했다.
- IT/바이오
2024-02-22
삼성전자, Arm과 최첨단 반도체 만든다…'GAA' 경쟁력↑

삼성전자가 영국 반도체 설계업체 Arm(암)과 손잡고 게이트올어라운드(GAA·Gate All Around) 공정 기반 최첨단 반도체를 만든다. 삼성전자 파운드리 사업부는 21일 GAA 기반 최첨단 공정에 Arm의 차세대 시스템온칩(SoC) IP을 최적화해 양사 협력을 강화한다고 밝혔다. 삼성전자는 Arm의 설계 자산(IP)을 GAA 공정에 심어 3나노 이하 선단 공정 경쟁력에서 치고 나가며 '파운드리의 봄'을 앞당긴다는 계획이다. '게이트올어라운드(GAA)'는 반도체 기술에서 사용되는 고급 형태의 트랜지스터 디자인이다. 이 기술은 트랜지스터의 게이트가 반도체 채널을 모든 방향으로 감싸는 형태로 디자인되어 있어서 이름이 붙여졌다. GAA 기술은 기존의 3차원 트랜지스터 디자인인 FinFET(Fin Field Effect Transistor)과 비교하면 채널을 둘러싸는 게이트의 구조를 더욱 효율적으로 설계함으로써 더 나은 전기적 특성을 제공한다. 이는 더 높은 성능, 낮은 전력 소비, 더 높은 집적도 등의 장점을 가질 수도 있다. GAA기술은 현재 주로 최첨단 반도체 기술인 3나노미터(3nm) 공정 기술에서 사용되고 있으며, 이를 통해 더욱 높은 성능과 효율성을 갖춘 칩을 개발할 수 있다. 삼성전자는 이번 협력을 통해 팹리스 기업의 최첨단 GAA 공정에 대한 접근성을 높이고, 차세대 제품 개발에 소요되는 시간과 비용을 최소화할 계획이다. GAA는 초미세공정 반도체 생산에 필요한 신기술로, 데이터 처리 속도 및 전력 효율을 높일 수 있다. 삼성전자는 설계 기술 최적화로 향후 팹리스 고객들에게 최선단 GAA 공정 기반 초고성능, 초저전력 Cortex-CPU(중앙처리장치)를 선보일 방침이다. 삼성전자는 Arm과의 협력으로 팹리스 기업들에게 적기에 제품을 제공할 것으로 기대한다. 이를 위해 우수한 PPA(소비전력·성능·면적)를 구현하는 방안에 초점을 맞춘다. 양사는 이와 관련, 협력 초기부터 설계와 제조 최적화를 동시에 처리하는 DTCO(Design-Technology Co-Optimization)를 채택해 Arm의 최신 설계와 삼성전자의 GAA 공정의 PPA 개선 효과를 극대화했다. 양사간 협업으로 팹리스 고객들은 생성형 AI 시대에 맞춘 SoC 제품 개발 과정에서 Arm의 최신형 CPU 접근이 쉬워진다. 앞으로 양사는 차세대 데이터센터 및 인프라 맞춤형 반도체를 위한 2나노 GAA와 미래 생성형 AI 모바일 컴퓨팅 시장을 겨냥한 AI 칩렛 솔루션을 순차적으로 선보일 방침이다. 시장조사업체 옴디아는 미세공정인 5나노 이하의 매출이 연평균 34.4% 성장할 것으로 전망했다. 2023년 230.1억 달러에서 2026년 558.5억 달러로 급증할 것으로 보인다. 계종욱 삼성전자 파운드리 사업부 부사장은 "양사 고객들에게 생성형 AI 시대에 걸맞은 혁신을 지원하게 됐다"고 말했다. 크리스 버기 Arm 부사장 겸 총괄 매니저는 "삼성의 GAA 공정으로 Cortex-X와 Cortex-A 프로세서 최적화를 구현해 양사는 모바일 컴퓨팅의 미래를 재정립할 것"이라고 말했다. 한편, 일본의 소프트뱅크가 지분을 소유하고 있는 영국 반도체 설계 기업 Arm은 실제 반도체를 직접 제조하지 않는다. 대신, 설계한 프로세서 아키텍처와 기술을 다른 기업들에 라이선스 형태로 제공한다. 이들 기업은 이를 바탕으로 실제 칩을 제조한다. Arm 프로세서는 에너지 효율이 뛰어나기로 알려져 있다. 이러한 특성 덕분에 배터리를 사용하는 모바일 장치에 많이 사용된다.
- IT/바이오
2024-02-21
최첨단 2나노 기술개발 경쟁 치열⋯삼성·인텔, TSMC 맹추격

대만, 한국, 미국 반도체업체들이 최첨단 파운드리(위탁생산) 공정인 2나노 기술개발 경쟁을 치열하게 벌이고 있다고 파이낸셜타임스(FT)가 11일(현지시간) 보도했다. FT는 전문가들을 인용해 2나노 부문에서 세계 파운드리 1위 업체인 대만의 TSMC가 우세한 것으로 보이지만 삼성전자와 인텔이 격차를 좁힐 기회가 있다는 기대도 있다고 보도했다. 나노(㎚·10억분의 1m)는 반도체 회로 선폭을 의미하는 단위로, 선폭이 좁을수록 소비전력이 줄고 처리 속도가 빨라진다. 현재 세계에서 가장 앞선 양산 기술은 3나노다. 차세대 첨단 반도체 부문에서 기술적 우위를 차지하는 기업은 지난해 매출 5000억 달러(약 660조원) 규모 시장을 선점할 수 있다고 FT는 분석했다. 업계 소식통들은 TSMC가 이미 2나노 시제품 공정 테스트 결과를 애플과 엔비디아 등 일부 대형 고객에게 보여줬으며 2025년 2나노 반도체 양산을 시작한다고 전했다. 이에 맞서 삼성전자는 엔비디아 등 대형 고객의 관심을 끌기 위해 2나노 시제품 가격 인하 버전을 제공하고 있다. 삼성은 2025년까지 2나노 반도체 양산을 시작할 준비가 돼 있다고 말했다. 미국 헤지펀드 돌턴 인베스트먼트의 제임스 림 애널리스트는 "삼성은 2나노를 게임 체인저로 보고 있다"며 "그러나 삼성이 TSMC보다 더 잘할지에 관해 회의적이다"라고 지적했다. 현재 고급 파운드리 시장에서 TSMC의 점유율은 66%, 삼성은 25%다. 삼성은 작년에 3나노 반도체 대량생산을 시작했다. 미국 퀄컴은 고급 스마트폰 프로세서에 삼성 2나노 반도체를 쓸 것으로 전해졌다. 전문가들은 삼성이 3나노 반도체를 가장 먼저 출시했지만 수율에 문제가 있다고 지적했다. 소식통들은 수율이 60%로, 고객 기대치보다 훨씬 낮다고 분석했다. 인텔은 내년 말까지 차세대 반도체를 생산하겠다는 과감한 주장을 내놨다. 이렇게 할 경우 아시아 경쟁사들보다 앞설 수 있지만 성능에 대한 의구심은 남아있다고 FT는 전했다. 또 인텔이 차세대 반도체를 홍보하고 반도체 디자인 업체에 무료 테스트 생산을 제공하는 것과 관련해, TSMC가 이미 시장에 출시된 자사의 최신 3나노 변종과 비교할 만한 수준이라고 보고 여유로운 자세라고 FT가 지적했다. FT는 삼성과 인텔이 중국 관련 우려로 TSMC 의존도를 낮추는 분위기에서 반사 이익을 얻기를 바라는 것 같다고 분석했다.
- IT/바이오
2023-12-12
자작나무 잎에서 나노입자 추출…지속가능한 반도체 소재 개발

스웨덴 과학자들이 자연 재료로 만든 나노입자를 이용하여 유기 반도체 물질을 개발하는데 성공했다. 과학 기술 전문 매체 테크놀러지 네트웍스는 지난 11월 29일(현지시간) 압력으로 조리된 잎으로 만든 나노입자는 유기 반도체에 사용되는 희귀 원소를 대체할 수 있다며 자작나무 잎에서 나노입자를 추출했다고 보도했다. 이 연구는 덴마크와 중국의 연구자들과의 협업을 통해 진행됐다. 연구진은 고압 가열 방식을 통해 식물 생체질을 나노 크기의 탄소 입자, 즉 탄소 양자점으로 전환하는 데 성공했다. 이 연구 결과는 영국 왕립화학회(Royal Society of Chemistry)의 '그린 케미스트리(Green Chemistry)' 저널에 게재됐다. 이번 연구 결과는 유기 전자 제품 분야에서 획기적인 발전으로 기대된다. 이 매체에 따르면 스웨덴 우메아(Umeå) 대학의 물리학자들이 중국과 덴마크의 연구원들과 협력하여 식물 생물질을 나노 크기의 탄소 입자, 이른바 '탄소 양자점'으로 분해하는 새로운 압력 조리 방법을 개발했다. 이 탄소 양자점은 유기 전자 제품에 사용되는 유기 반도체 물질의 일부 희귀 원소를 대체할 수 있을 만큼 좋은 광학 특성을 가지고 있다. 연구원들은 또한 자작 나무잎에서 유래한 탄소 양자점을 사용하여 생물 기반 반도체 물질을 생산하는 데 성공했다고 보고했다. 유기 반도체의 지속가능성 유기 반도체는 전자 장치에 있어 가장 중요한 기능성 재료 중 하나로, 특히 유기 발광 다이오드(OLED)에서 주목받고 있다. 광전자 분야에서 이러한 반도체는 초박형 밝은 텔레비전과 휴대 전화 화면에 사용되는 유기 발광 다이오드(OLED)를 전원 공급하는 데 가장 유명하다. 그러나 유기 반도체 기술에 대한 수요가 증가함에 따라 큰 문제가 발생한다. 대부분의 유기 반도체는 대부분 지속 가능하지 않은 원료인 석유 화학 물질과 플래티넘, 인듐, 인과 같은 희귀 원소를 사용하여 제조된다. 이러한 소위 '핵심 원료'는 환경에 특히 좋지 않다는 점에서 문제가 있다. 반도체 산업의 지속가능성을 높이기 위해 연구원들은 이러한 핵심 원료를 대체할 수 있는 대체 원료를 조사하기 시작했다. 우메아 대학 물리학과 연구원 지아 왕(Jia Wang) 박사는 "우리 연구의 핵심은 인근 재생 가능 자원을 활용하여 유기 반도체 물질을 생산하는 것이다"라고 말했다. 새로운 연구에서 왕 박사와 그녀의 동료들은 생물 기반 탄소 양자점을 유일한 원료로 사용하는 반도체의 성공적인 생성을 보고했다. 자작나무 잎에서 양자 물질까지 이 새로운 반도체의 합성은 매우 간단하다. 우메아 대학 캠퍼스에서 자라는 자작나무에서 잎을 딴 후, 연구원들은 에탄올 용액을 사용하여 용매열 반응 과정을 통해 잎을 효과적으로 압력 조리했다. 이 용액을 건조하고 추출하면 크기가 약 2나노미터인 탄소 나노 물질로 구성된 양자점인 '탄소 양자점'이 생성된다. 신선한 에탄올 용액에 용해되면 탄소 양자점은 좁은 밴드의 깊은 붉은 빛을 방출한다. 연구원들은 탄소 양자점을 사용하여 새로운 발광 전기 화학 장치를 제조할 수 있었으며, 최대 100 坎델라/제곱미터(cd/m2)의 밝기를 생성할 수 있다. 이것은 일반 컴퓨터 화면에서 발산되는 광량과 동일하다. 왕 박사는 "우리의 방법은 자작 나무잎에 국한되지 않는다는 점에 유의하는 것이 중요하다"라고 덧붙였다. 그는 "우리는 동일한 압력 조리 방법으로 다른 식물 잎을 테스트했으며 모두 유사한 빨간색 방출 탄소 양자점을 생성했다. 이러한 다양성은 이 변환 과정이 다른 위치에서 사용될 수 있음을 시사한다"고 말했다. 상업용 양자점과는 달리, 새롭게 개발된 바이오 기반 탄소점은 석유화학 화합물, 중금속, 또는 중요한 원재료를 포함하지 않는다. 왕 박사는 이러한 바이오매스 기반 탄소점이 고갈되는 석유 화합물 대신 유기 반도체의 원료로 사용될 수 있음을 시사한다고 말했다. 연구팀은 이 바이오 기반 탄소점이 발광 소자를 넘어 다양한 분야에서 응용될 수 있다고 기대했다. 왕 박사는 "이 카본닷은 바이오 이미징, 센싱, 위조 방지 등 여러 응용 분야에서 유망한 소재다. 우리는 이러한 지속 가능하고 발광성 있는 탄소점의 새롭고 흥미로운 용도를 탐구하기 위해 협력을 기대하고 있다'라고 말했다.
- IT/바이오
2023-12-01