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[Weekly Issue] 삼성전자, 세계 최초 3나노 반도체 공정 기술 개발
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[Weekly Issue] 삼성전자, 세계 최초 3나노 반도체 공정 기술 개발
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  • 승인 2020.01.05 14:22
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삼성전자 화성사업장
삼성전자 화성사업장

 

삼성전자가 세계 처음 시스템 반도체 분야에서 3나노 공정기술을 개발했다. 세계 1위 파운드리 업체인 대만 TSMC보다 한발 앞서 차세대 공정기술을 확보함으로써 시스템반도체 시장 선두권 진입을 위해 한층 속도를 내게 됐다. 

삼성전자는 지난 2일 화성사업장내 반도체연구소에서 이재용 부회장이 방문한 가운데 세계 최초로 개발한 3나노 반도체 공정기술을 시연했다. 삼성전자는 앞서 지난해말 이 공정기술을 통해 시제품 전단계인 ‘워킹 샘플’을 구현하는데 성공한 바 있다.

이번에 개발한 3나노 반도체는 기존 핀펫 공정 기술의 한계를 극복할 수 있는 차세대 기술인 ‘게이트올어라운드(GAA, Gate-All-Around)’를 적용했다. 기존 7나노·5나노 공정과는 확연히 다른 기술이다. GAA 구조는 게이트가 전류가 흐르는 통로인 원통형 채널 4면 전체를 둘러싸고 있다. 총 3면을 감싸는 기존 핀펫 구조 대비 전류 흐름을 보다 세밀하게 제어할 수 있어 더 미세한 반도체를 만들 수 있다.

삼성전자의 GAA 기반 3나노 반도체는 최근 공정 개발을 끝낸 5나노에 비해 칩 면적을 약 35% 줄일 수 있고, 소비 전력은 절반으로 감소시킬 수 있다. 성능(처리속도) 또한 약 30% 향상시킨다. 삼성전자는 오는 2022년 3나노 공정기술을 적용한 제품을 양산한다는 계획이다. 예정대로 세계 최초 대량 생산에 성공할 경우 글로벌 스마트폰·반도체 회사들의 최신 제품 물량을 선점하는데 유리한 고지를 점하게 된다.

파운드리 시장 세계 1위인 대만 TSMC는 올 하반기 5나노 공정기술을 양산에 적용하고, 3나노 공정기술은 오는 2022년에 양산에 도입할 것으로 알려졌다. 한편 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 지난해 3분기 세계 파운드리 시장 점유율(예상)은 TSMC가 50.5%로 압도적인 1위를 차지했다. 삼성전자는 18.5%로 TSMC에 이어 2위를 기록했다.

 

 

◇한눈에 보는 기업 소식

기업명 내용
비야디일렉트로닉스(BYD Electronics) 비야디(BYD)의 EMS 계열사인 비야디일렉트로닉스(BYD Electronics)가 올해 콴타컴퓨터(Quanta Computer)를 대체해 애플 아이팟터치(iPod Touch) 독점 조립 기업이 될 것으로 보인다. 동시에 최소 10~20%의 아이패드 조립도 맡게 된다. 이 회사는 삼성전자 이외에도 화웨이, 오포(OPPO), 비보(vivo) 등 주류 스마트폰 기업의 플래그십 및 중저가 제품을 다수 생산 및 조립하고 있다.
필옵틱스 2일 필옵틱스는 삼성디스플레이 베트남 생산법인(SAMSUNG DISPLAY VIETNAM CO., LTD.)에 124억원 규모의 디스플레이 제조장비 공급 계약을 맺었다고 공시했다. 필옵틱스의 2018년 매출의 22%에 달하는 대규모 계약이다. 계약기간은 올해 5월 말까지다. 
케이맥 케이맥은 삼성디스플레이 주식회사와 156억원 규모의 디스플레이 장비공급계약을 맺었다고 2일에 공시했다. 이는 최근 매출액 1068.2억원 대비 약 14.6%다. 계약 기간은 2019년 12월 31일 부터 2020년 8월 31일까지다. 
와이엠티 PCB 소재 전문 기업 와이엠티는 전환사채(CB) 발행으로 조달한 140억원을 반도체 패키징 설비 증설에 투입한다. 현대투자파트너스가 운용하는 '메자닌신기술사업투자조합제2호'가 CB를 전량 인수했다. CB의 만기는 5년, 이자율은 1%다. 보통주 전환단가는 주당 2만9421원이다. 
힘스 힘스는 삼성디스플레이와 62억5000만원 규모의 OLED 디스플레이 공정장비 공급계약을 체결했다고 2일 공시했다. 이는 2018년 매출 대비 17.63%에 해당하는 규모다. 계약기간은 오는 8월 31일까지다.
엘씨스퀘어 엘씨스퀘어는 레이저를 이용해 웨이퍼상의 마이크로 LED칩을 분리하는 동시에 인터포저 위에 빠르게 배열할 수 있는 공정 기술을 개발했다고 29일 밝혔다. 120만개 칩을 분리, 인터포저로 만드는 시간이 4분이 채 걸리지 않고 수율도 99.99%를 달성했다. 또 원하는 위치에 LED칩을 배열하는 정확도도 높아 정렬오차가 ±2㎛에 불과하다는 설명이다. 이 회사는 레이저를 이용한 전사 기술도 개발 중이다. 
로체시스템즈 로체시스템즈는 삼성디스플레이 주식회사와 138.4억원 규모의 제조장비 공급계약을 체결했다고 2일 공시했다. 이는 지난 2018년 매출액 740억원 대비 약 18.7%다. 계약 기간은 2019년 12월 31일 부터 2020년 08월 31일까지다. 이와더불어 SAMSUNG DISPLAY VIETNAM CO., LTD.과 165.5억원 규모 장비 공급계약도 체결했다. 2018년 매출액 대비 약 22.37% 수준이다. 계약 기간은 2019년 12월 31일 부터 2020년 5월 30일까지다.
이호스트ICT 데이터센터 운영기업 이호스트ICT는 국산서버 제조기업 테라텍·LSD테크와 손잡고 에지컴퓨팅 시장에 국산 x86 서버 공급을 확대한다고 밝혔다. AI, 클라우드, 사물인터넷(IoT) 기술융합시장 성장세에 주목, 기존 외산 브랜드 서버를 대체할 수 있는 국산 서버 판매 활성화에 나선 것이다. 
SFA반도체 SFA반도체는 주식매수선택권 행사에 따른 자기주식 교부를 위해 자사주 35만주를 처분하기로 결정했다고 3일 공시했다.처분 대상 주식가격은 3470원이며 처분예정금액은 12억1450만원이다.처분예정기간은 오는 10일부터 3월 29일까지다.
실리콘마이터스 실리콘마이터스는 오는 7일부터 나흘간 미국 라스베이거스에서 열리는 세계 최대 전자·IT(정보기술)박람회 ‘CES 2020’에서 최신 오디오 솔루션을 출품한다고 3일 밝혔다. 3년 연속 CES 행사에 참가하는 실리콘마이터스는 △베젤리스(Bezeless) △노치리스(Notchless) △포트리스(Portless) 추세에 적합한 사운드 기술이 적용된 △스마트폰·태블릿·노트북·모니터용 디스플레이 사운드 디바이스 △모바일 오디오앰프 △하이파이 DAC △스마트 스피커 앰프 등 오디오 솔루션을 전시한다.
엘이티(LET) 디스플레이 장비 제조업체인 엘이티(LET)가 기업공개(IPO)는 3월 중 증권신고서를 제출할 예정이다. 기관투자자 대상 IPO 수요예측은 4월로 계획하고 있다. 주관사는 미래에셋대우다. 희망 공모 밴드는 8210원~9280원이다. 공모 예정 주식수(219만7333주)를 고려하면 공모액은 180억~204억원이다. 상장 예정 주식수(710만9792주)를 감안한 예상 밸류에이션은 584억~660억원이다. 
솔브레인 솔브레인이 매출 1조원을 목전에 두고 있다. 3분기까지 누적 당기순이익이 2018년 연간 이익을 넘어서면서 역대 최고치를 경신할 것으로 보인다. 2일 산업통상자원부에 따르면 솔브레인은 충남 공주시에 불산액 공장을 신·증설해 지난해 하반기부터 생산하기 시작했다. 공장 신·증설로 기존 불산액 생산 가능 용량이 배로 늘었고, 이로 인해 국내 반도체 제조공정에 필요한 불산액의 약 3분의 2를 자체 공급할 수 있게 됐다. 
삼성 삼성그룹이 사내 불법행위를 감시할 '준법감시위원회'를 만든다. 재계에 따르면 삼성은 '준법감시위원회' 구성을 준비 중이며 위원장에 반도체 백혈병문제 조정을 맡았던 김지형 전 대법관을 내정했다.
큐로 큐로는 2일 자회사 아이티엔지니어링과 흡수합병 계약을 체결했다. 합병 기일은 3월 6일이며, 비율은 아이티엔지니어링 122.3203343주당 큐로 1주다. 큐로는 아이티엔지니어링 지분 54%를 보유하고 있으며, 포스코인터내셔널도 이 회사 주식 5%를 갖고 있다. 큐로는 아이티엔지니어링 흡수 후 전기트럭 비즈니스에 박차를 가할 것으로 예상된다. 아이티엔지니어링은 국내 최초로 고속 전기차 전용 플랫폼과 차량 개발에 성공한 회사다. 중국 지리상용차, 포스코인터내셔널과 함께 이르면 올해 말 한국 시장에 전기트럭을 선보일 예정이다.
현대오토에버 IT서비스 기업 현대오토에버는 모빌리티 등 미래성장 사업을 전문으로 추진하는 조직을 신설했다고 2일 발표했다. 미래성장사업부는 모빌리티, 스마트-X 사업 등 신사업 강화를 위한 조직이다.또한 ICT 전문 연구개발 기능 확대를 위해 기존 연구개발(R&D)센터와 디지털기술센터를 통합해 기술총괄사업부를 새로 만들었다. 기존 사업은 글로벌 원IT사업부와 엔터프라이즈 IT사업부가 담당한다.
한국타이어앤테크놀로지 한국타이어앤테크놀로지는 올 3월 정기 주주총회에서 사업목적에 ‘고무제품 렌탈 임대업’과 ‘방문판매, 통신판매 및 이에 부대되는 서비스업’을 추가하는 정관 변경 안건을 통과시켰다. 국내 타이어업체가 렌탈업에 진출한 건 지난 2015년 넥센타이어에 이어 두 번째다. 
켐트로닉스 켐트로닉스는 V2X 스택 최신 기술 중 하나인 'DSRC·C-V2X 듀얼 액티브 스택(Dual Active Stack)' 개발을 완료하고 글로벌 제조사들과 공급 협의를 진행하고 있다고 1일 밝혔다. 
SK이노베이션 SK이노베이션은 'CES 2020'에서 SK종합화학, SK루브리컨츠, SK아이이테크놀로지 등 자회사와 함께 '미래 E-모빌리티'의 혁신을 위해 반드시 필요한 최첨단 배터리와 초경량, 친환경 소재 및 각종 윤활유 제품 등을 페키지로 묶어 'SK 인사이드' 모델을 만들었다고 2일 밝혔다. SK이노베이션은 핵심 배터리 기술과 소재를 공개한다. SK종합화학은 친환경, 초경량 자동차 내외장재로 사용되는 소재를 전시한다. 차량 구조물, 대쉬보드, 차량용 범퍼, 도어트림, 타이어 등 미래차에 적용 가능한 소재들을 선보인다. SK루브리컨츠는 전기차 배터리에 최적화된 다양한 윤활유 제품들을 전시한다. 소재 사업자회사인 SK아이이테크놀로지는 플랙서블 디스플레이의 핵심 소재인 FCW(Flexible Cover Window)를 전시한다. 
(참고: 전자공시시스템, 더벨, 전자신문, 이데일리)

 

◇신기술 동향

한양대학교 유창재·김재훈 교수 연구팀 한양대학교 유창재·김재훈 교수 연구팀은 새로운 발광 물질을 적용해 유기발광다이오드(OLED) 광효율을 획기적으로 높일 수 있는 원편광 구조를 개발했다고 30일 밝혔다. 카이럴 특성이 전혀 없는 발광 물질을 이용해  서로 반대 방향의 원형 편광된 빛을 동시에 낼 수 있는 광소자를 구현했다. 해당 소자를 구현할 수 있는 공정 방법도 제시했다. 연구 결과는 디스플레이, 바이오센서용 광원 소자에 적용할 수 있을 것으로 기대된다. 
이재훈 경북대 신소재공학부 4학년생 경북대는 이재훈 신소재공학부 4학년 학부생이 간단한 전기화학적 공정을 이용해 기존 압전 에너지 생성소자보다 성능이 뛰어난 나노튜브 어레이 기반 에너지 하베스터를 개발했다고 2일 밝혔다. 압전 에너지 하베스터는 주변에서 버려지는 진동, 굽힘, 압력 등 기계적 에너지를 전기에너지로 변환하는 장치다. 

 

◇정부 정책 갈무리

산업통상자원부-상용표준물질개발보급사업 산업통상자원부 국가기술표준원은 3일 연간 120억원 규모의 '상용표준물질개발보급사업' 2020년도 신규 지원 과제를 공고했다. 상용표준물질개발보급사업은 소재·부품·장비 품질·성능 측정에 필수적으로 사용되는 표준물질 개발과 보급·유통체계를 구축하는 것이 목적이다. 표준물질은 개발된 소재 성분·특성을 평가·확인하거나 분석기기 교정에 사용되는 기준물질이다. 불순물 양이 인증된 표준가스, 성분·함량이 인증된 금속이 대표 예다. 내달 3일까지 사업 신청을 받고, 최종 사업자를 선정한다.
울산TP-신산업 인프라 구축을 통한 기술혁신형 기업 육성 울산테크노파크(울산TP)는 2020년 예산이 2003년 설립 이후 최대 규모인 1205억원으로 확대됐다고 3일 밝혔다. 울산TP의 올해 예산은 '신산업 인프라 구축을 통한 기술혁신형 기업 육성'을 목표로 기술혁신거점기관 역할 강화, 신산업 분야 혁신기반 조성, 중소기업 R&BD 역량 제고, 기술혁신형 중소기업 집중 육성에 초점이 맞춰졌다. 특히 울산의 새로운 먹거리인 신산업 분야 혁신 기반 조성을 위해 수소산업 기업지원 혁신 클러스터 조성, 수소그린모빌리티 규제자유특구 사업화, 전기차 폐배터리 재활용산업육성을 위한 기반구축, 3D프린팅소재 상용화 품질평가체계 구축, 미래자동차종합안전시험장 구축, 스마트공장보급사업 등 기반조성관련 예산이 확대·편성됐다. 

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