3나노 GAA 관련주 분석

 

 

 

3 나노 GAA 관련주 분석

 

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1. 들어가며

삼성전자의 차세대 트랜지스터 구조인 게이트올어라운드(GAA) 구조는 입체 구조로 이전의4nm까지의 미세 공정의 주요 식각 방식인 건식식각으로는 식각 효율이 저하되는 문제가 있습니다. 따라서, GAA 식각을 위한 습식 식각 공정 적용을 위해 솔브레인 등의 업체에서 생산하는 초산계 에천트(etchants)를 사용할 것으로 예상되고 있습니다. 삼성전자는 올해 2023년부터 3nm GAA를 적용하여 비메모리 분야의 매출 증대를 도모하고 있습니다.

GAA(Gate-All-Around) 기술은 고도로 집적된 전자 소자를 위한 새로운 게이트 구조를 제공하여 더 높은 성능과 낮은 전력 소비를 실현하는 것을 목표로 하는 최신 반도체 기술입니다. 최근 AI 반도체 관련주들의 움직임과 맞물려 조만간 GAA 관련주들의 움직임이 있을 것으로 예상됩니다. GAA 기술의 개요와 작동 원리, 관련 기업들의 현황 및 전망에 대해 살펴보겠습니다.

 

 

 

2. GAA(Gate-All-Around) 기술 개요

GAA 기술은 기존의 FinFET(Fin Field-Effect Transistor) 구조에서 발전한 것으로, 소자의 게이트를 모든 방향으로 감싸는 형태로 설계됩니다. 이를 통해 게이트와 전류 흐름 사이의 저항을 최소화하고, 전류 제어를 더욱 정교하게 할 수 있습니다. GAA 기술은 미세 소자 구조 변화와 새로운 소자 재료의 도입을 통해 향상된 성능과 전력 효율을 제공할 수 있습니다.

 

3. GAA 기술의 작동 원리:

GAA 기술은 기존의 FinFET 기술과는 다른 게이트 구조를 채택하여 작동합니다. FinFET에서는 소자의 횡단면을 기준으로 한 개의 게이트를 사용하는 반면, GAA에서는 소자의 주위를 모두 감싸는 형태로 게이트를 설계합니다. 이를 위해 실리콘 나노선 혹은 실리콘 나노시트(Silicon Nanosheet)와 같은 소자 재료가 사용됩니다. 나노선 또는 나노시트를 사용하면 소자의 표면적을 크게 확장할 수 있으며, 이는 전류 제어 및 전송 속도 향상에 도움을 줍니다.

GAA 소자의 작동 원리는 다음과 같습니다. 소자 재료로 사용되는 나노선이나 나노시트는 미세한 치수를 가지며, 이를 통해 소자의 전류 흐름 경로를 정의합니다. 나노선이나 나노시트 주변에는 게이트 절연막이 존재하며, 게이트 전압이 인가되면 게이트 절연막을 통해 전류가 흐를 수 있는 영역이 형성됩니다. 이렇게 형성된 게이트 영역에서는 게이트 전압에 따라 전류의 유동이 조절되므로, 높은 전류 제어와 저항을 갖는 소자 구조를 구현할 수 있습니다.

 

 

4. GAA 기술을 활용하는 대표 기업들

GAA 기술은 현재 반도체 산업에서 많은 기업들이 관심을 가지고 있으며, 다양한 연구와 개발이 진행되고 있습니다. 주요 기업들 중에서는 다음과 같은 기업들이 GAA 기술을 활용한 제품을 개발하고 있습니다.

 

4.1. Intel:

인텔은 GAA 기술을 활용한 다음 세대 프로세서를 개발하는데 집중하고 있습니다. 인텔의 GAA 기술은 일렉트로 스태틱(ES) 기능을 사용하여 소자 성능을 향상시킬 수 있으며, 더 낮은 전력 소비와 높은 성능을 제공할 것으로 기대됩니다. 인텔은 GAA 기술을 탑재한 프로세서를 통해 클라우드 컴퓨팅, 인공지능, 자율 주행 등 다양한 분야에서 혁신을 이끌어 낼 것으로 예상됩니다.

 

4.2. TSMC:

TSMC는 세계적으로 유명한 파운드리 업체로, 다양한 반도체 기업들에게 생산을 위탁하고 있습니다. TSMC도 GAA 기술을 활용한 다음 세대 고성능 반도체를 개발하고 있으며, 2나노미터 공정 기술을 기반으로 한 GAA 소자 생산을 준비 중입니다. TSMC의 GAA 기술은 고속 프로세싱, 인공지능 애플리케이션 등 다양한 분야에서 활용될 것으로 기대됩니다.

 

4.3. 삼성전자:

삼성전자는 GAA 기술을 적용한 3나노미터 공정 기술 개발을 목표로 하고 있습니다. 삼성전자의 GAA 소자는 고성능 및 저전력 소비를 실현할 것으로 예상되며, 인공지능, 자율 주행차, 클라우드 서비스 등 다양한 분야에서 적용될 것으로 예상됩니다. 삼성전자는 GAA 기술을 통해 반도체 시장에서의 경쟁력을 강화하고, 글로벌 반도체 시장에서의 지위를 유지하려는 노력을 기울이고 있습니다.

 

5. GAA 기술의 전망

GAA 기술은 기존의 FinFET 기술에 비해 더욱 높은 성능과 낮은 전력 소비를 제공하기 때문에, 다양한 응용 분야에서의 수요가 증가하고 있습니다. 특히 인공지능, 자율주행차, 클라우드 컴퓨팅 등 고성능을 요구하는 분야에서 GAA 기술은 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다. 그러나 GAA 기술의 상용화에는 여러 가지 기술적인 문제와 도전이 존재합니다. 나노선 또는 나노시트의 제조 공정에서의 어려움, 소자의 누설 전류 등의 문제가 그 예입니다. 이러한 문제들을 해결하기 위해 다양한 연구와 개발이 진행되고 있으며, 이를 통해 GAA 기술의 성숙과 상용화가 이루어질 것으로 예상됩니다. GAA(Gate-All-Around) 기술은 현재 반도체 산업에서 많은 관심을 받고 있는 기술 중 하나입니다. 이 기술은 반도체의 더 높은 성능과 낮은 전력 소비 구현을 위해 게이트 구조를 혁신적으로 개선한 것입니다. 다양한 기업들이 GAA 기술을 활용한 제품 개발에 주력하고 있으며, 이를 통해 다양한 응용 분야에서 혁신적인 발전이 이루어질 것으로 기대됩니다. 그러나 기술적인 문제와 도전이 존재하므로, 지속적인 연구와 개발이 필요하며, 이를 통해 GAA 기술의 성숙과 상용화가 이루어질 것으로 예상됩니다.

 

6. GAA 관련주

솔브레인(초산계 etchants, 습식 식각), 한솔케미칼(고순도 과산화수소, 세정), 원익 IPS(ALD, 증착), 대덕전자(패키지 기판), 동진쎄미켐(포토레지스트), 피에스케이(포토레지스트 strip 장비)